- •1. Гидростатика. Введение.
- •2. Предмет курса, его цели и задачи.
- •3. Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •4. Основные понятия и определения.
- •5. Модели жидкостей.
- •6. Основные физические свойства жидкостей (смотри вопрос 4)
- •7. Плотность. Удельный вес (смотри вопрос 4)
- •8. Температурное расширение (смотри вопрос 4)
- •9. Сжимаемость жидкости. Коэффициент объемного сжатия (смотри вопрос 4)
- •10. Вязкость. Кинематическая и динамическая (смотри вопрос 4)
- •11. Неньютоновские жидкости
- •12. Гидростатика. Силы действующие на жидкость
- •13.Гидростатическое давление
- •15. Равновесие жидкости в поле силы тяжести
- •16-17. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля
- •18. виды давления: избыточное, вакуумметрическое, абсолютное (полное)
- •19. Пьезометрическая высота
- •20. гидростатическое давление на плоскую поверхность
- •21. Понятие центра давления
- •22. Закон Архимеда
- •23. Методы исследования движения жидкости
- •24. Линии и труба тока, элементарная струйка, поток, локальные и средние скорости
- •25. Уравнение расхода жидкости
- •26. Уравнение неразрывности
- •27. Ламинарный и турбулентный режим течения вязкой жидкости
- •28. Опыты рейнольдса
- •29. Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной и реальной жидкости
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки идеальной жидкости
- •Уравнение Бернулли для элементарной струйки реальной жидкости.
- •30. Геометрический, физический и энергетический смысл уравнения Бернулли
- •31. Гидравлический уклон
- •32. Уравнение для потока жидкости с поперечным сечением конечных размеров
- •34. Виды гидравлических сопротивлений
- •35. Режимы течения жидкости в трубах
- •36. Число Рейнольдса
- •37. Ламинарное и турбулентное течения в трубах
- •38. Гидравлические сопротивления по длине
- •39. Местные гидравлические сопротивления
- •40. Формула Дарси-Вейсбаха
- •41. Закон Пуазейля
- •42. График Никурадзе
- •43. Внезапное сужение и внезапное расширение трубопровода.
- •44. Постепенное расширение и постепенное сужение трубопровода
- •45. Классификация трубопроводов
- •46. Три основные задачи расчета простого трубопровода
- •47. Особенности расчета трубопроводов работающих под вакуумом
- •48. Понятие о расчете сложных трубопроводов
- •49. Трубопровод с насосной подачей
- •50. Истечение жидкости из отверстий в тонкой стенке
- •51. Истечение из сосудов со свободной поверхностью
- •52. Стечение под уровень
- •53. Истечение жидкости через насадки
- •55. Насадки, их виды и области применения.
- •57.Введение в подземную гидромеханику
- •58.Основные понятия теории фильтрации
- •59.Скорость фильтрации. Проницаемость
- •60.Опыты и закон Дарси
- •61.Пределы применимости закона Дарси и причины его нарушения
- •63. Нелинейные законы фильтрации
- •64.индикаторные кривые
- •65. коэф продуктивности скважины
- •66.Установившаяся фильтрация несжимаемой жидкости
- •67.Плоские установившиеся потоки
- •68.прямолинейно-параллельная фильтрация
- •69.дебит и распределение давления при линейной фильтрации
- •70.плоско-радиальная фильтрация жидкости
- •71.понятие о гидродинамическом несовершенстве скважины
- •72.дополнительные фильтрационные сопротивления
- •73.способы расчетов течений в несовершенных скважинах
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ис. 5.3. Зависимость ε, φ и от числа Reu |
ис. 5.4. Инверсия струй |
При истечении струи в атмосферу из малого отверстия в тонкой стенке происходит изменение формы струи по ее длине, называемое инверсией струи (рис.5.4). Обуславливается это явление в основном действием сил поверхностного натяжения на вытекающие криволинейные струйки и различными условиями сжатия по периметру отверстия. Инверсия больше всего проявляется при истечении из некруглых отверстий.
51.Истечение из сосудов со свободной поверхностью
Вслучае истечения из сосудов со свободной поверхностью (рис. 7.2) уравнение расхода (7.14) записывается в виде
(7.16)
где - высота уровня жидкости в сосуде над центром отверстия (при d<<H)
Рис. 7.2. Истечение Рис. 7.3. Истечение жидкости под Жидкости из сосуда уровень(затопленное истечение). со свободной поверхностью.
52. Стечение под уровень
Часто приходится иметь дело с истечением жидкости не в атмосферу, а в пространство, заполненное этой же жидкостью (рис.5.6). такой случай называется истечением под уровень, или истечением через затопленное отверстие.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
В этом случае вся кинетическая энергия струи теряется на вихреобразование, как при внезапном расширении.
Скорость истечения в сжатом сечении струи
или где φ - коэффициент скорости; Н - расчетный напор,
Расход жидкости равен
Таким образом, имеем те же расчетные формулы, что и при истечении в воздух (газ), только расчетный напор Н в данном случае представляет собой разность гидростатических напоров по обе стенки, т.е. скорость и расход жидкости в данном случае не зависят от высот расположения отверстия.
Коэффициенты сжатия и расхода при истечении под уровень можно принимать те же, что и при истечении в воздушную среду.
53. Истечение жидкости через насадки
Анализ истечения жидкостей через отверстия с острой входной кромкой свидетельствует об их малой пропускной способности. Как мы уже отмечали, коэффициент расхода при истечении через малое отверстие в тонкой стенке при достаточно больших
числах равен . Расход протекающей жидкости можно значительно увеличить, если изменить форму входа в отверстие, выполнив ее, например, закругленной.
Еще большего увеличения расхода можно достичь, если к отверстию в тонкой стенке присоединить (насадить) короткую трубку того же диаметра, что и отверстие. Такие трубки, имеющие обычно длину не менее трех диаметров отверстия, называют насадками.
В зависимости от формы трубки, присоединяемой к отверстию, различают следующие типы насадок, которые получили наибольшее распространение на практике:
1.Цилиндрический внешний насадок;
2.Цилиндрический внутренний насадок;
3.Конический сходящийся насадок;
4.Конический расходящийся насадок;
5.Коноидальный насадок.
Насадок называют внешним, если он присоединен к отверстию снаружи, и внутренним, если хотя бы часть насадка входит внутрь сосуда
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
54. Коэффициенты сжатия струи, скорости и расхода.
Малым отверстием называется такое отверстие, в пределах сечения которого местные скорости считаются практически одинаковыми. Это наблюдается при диаметре d или высоте отверстия h, меньшем 0,1Н, т.е. d(h)≤0,1H, где Н-полный напор над центром тяжести отверстия. Термин «тонкая стенка» означает то, что струя при истечении касается лишь входной кромки отверстия и толщина стенки не влияет на истечение Ж. Это наблюдается тогда, когда толщина стенки δ≤0,25d.
Струя при выходе из отверстия претерпевает всестороннее сжатие. Причиной сжатия струи является инерционность частиц, двигающихся к отверстию изнутри резервуара по радиальным направлениям. Частицы жидкости, двигающиеся к отверстию вдоль стенок резервуара, стремясь по инерции сохранить
направление движения, огибают край отверстия и образуют поверхность струи на участке сжатия. За сжатым сечением струя практически не расширяется, а при достаточно большой скорости может распадаться на отдельные капли. Наибольшее сжатие имеет место в сечении С -С на расстоянии (0,5- 1)d от пл-ти отверстия; в этом сечении движение приобретает параллельно-струйный характер, сечение называется сжатым сечением.
Отношение площади FC сжатого сечения струи к площади отверстия F называется коэффициентом
сжатия струи: |
. |
Если рассматривать установившееся движение и написать ур-ие Бернулли для сечений на свободной пов-ти резервуара и сжатого сечения С-С, то можно получить ф-лы для определения скорости υс и
расхода Q: ,
где - коэффициент скорости; μ=εφ- коэффициент расхода;
Н-полный напор над центром тяжести отверстия
Физический смысл коэффициента скорости φ представляет собой отношение действительной скорости υ истечения к скорости истечения идеальной Ж, т.е.:
.
Физический смысл коэффициента расхода μ представляет собой отношение действительного расхода
Ж к теоретически вычисленному без учета сжатия струи и потерь напора, т.е. |
. |
Коэффициент сопротивления (потерь напора) ζ определяется по формуле: |
. |
Коэффициенты сжатия ε, скорости φ, расхода μ и сопротивления ζ зависят в первую очередь от типа отверстия, а также от числа Рейнольдса Re.
Для малых круглых отверстий в тонкой стенке при совершенном сжатии и квадратичной зоне сопротивления турбулентного режима коэффициенты истечения явл-ся неизменными и имеют следующие численные значения: μ=0,62; φ=0,97; ε=0,64; ζ=0,065. Поэтому малые отверстия (диафрагмы) часто используются в качестве расходомеров.