Добавил:
свои люди в ТПУ Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Магистратура 2 семестр / ЛК / Equipment of oil and gas field processing. Fluid mechanics_ECnew

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
12.02.2026
Размер:
688.7 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“Oil and gas engineering. Part 2”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fluid mechanics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Fluid mechanics

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Real Fluids

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Newtonian Fluids

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Non-Newtonian Fluids

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Navier – Stockes’s law

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

z

 

 

 

 

p

 

2 x

 

 

2 x

 

 

2 x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

y

2

 

 

 

 

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

y

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

p

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

x

2

 

 

 

y

2

 

 

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

y

2

 

 

 

 

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

z

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

x

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

y

2

 

 

 

 

z

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- Viscosity (characterizes the

 

 

resistance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

of the fluid to shear stress)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

express

 

conservation

 

of

momentum and

 

Viscosity is dependent on

conservation of mass for Newtonian fluids

 

 

 

 

 

 

 

shear stress

11

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

“Oil and gas engineering. Part 2”

Fluid mechanics

4. Fluid mechanics Why do we need fluid mechanics Laws?

1. Equation of continuity for incompressible fluid

S1 1 S2 2

2. Transformation mass rate to volume rate (and vice versa)

M a S

a

 

Q

S

 

 

 

3.Kinematic viscosity

d d dn dn

Q – volumetric rate of flow; S – cross sectional area; ωa – average velocity

d

 

 

- Kinematic viscosity

 

 

 

dn

 

 

 

 

 

4. The main equation of hydraulics

p p0

g h

p0

– the pressure on the liquid surface;

 

 

p – the absolute pressure

5. Theory of similarity (scaling the processes)

12

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

“Oil and gas engineering. Part 2”

Fluid mechanics

Aspen HYSYS® Pipe Segment

-incompressible flow assumed

-single-phase vapor flow

-ignores the kinetic energy term of the energy balance equation for all phases.

Aspen HYSYS® Compressible Gas Pipe

-single-phase vapor flow only

-solves the mass, momentum and energy balance equations simultaneously

-intended for dynamic modeling.

4. Fluid mechanics. Modeling

Aspen HYSYS® Hydraulics (AHH)

-solves the mass, momentum and energy balance equations simultaneously on each phase present.

-provides rigorous two-phase flow models with slip included.

-equation-oriented solution for the entire flowsheet (so it handles networked piping)

13

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

“Oil and gas engineering. Part 2”

Fluid mechanics

4. Fluid mechanics. Modeling

Header systems

Single Pipe Line Sizing

Aspen HYSYS® Pipe Segment

Aspen HYSYS® Hydraulics (AHH)

 

 

Pipeline Network Flow Assurance in

Safety Piping

Steady State

Aspen Flare System Analyzer

Aspen HYSYS® Hydraulics (AHH)

Aspen HYSYS® Compressible Gas Pipe (for 1 phase systems)

14

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

“Oil and gas engineering. Part 2”

Fluid mechanics

References

1.Coulson J.M., Richardson J.F., Backhurst J.R., Harker J.H. Chemical Engineering, Vol.1. Fluid Flow, Heat Transfer and Mass Transfer. 1999, 908 pp.

2.https://www.aspentech.com/en/resources/blog/modeling-fluid-flow- hydraulics-with-confidence

15

PROFESSIONAL COURSE IN ENGLISH

“Oil and gas engineering. Part 2”

Fluid mechanics

Thank you for attention!

16