 |
Требования к уровню освоения содержания
|
|
|
|
Дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен:
- иметь представление о современных подходах и методах исследования дисперсных систем, схематизации газожидкостных систем, структуре, форме и режимах движения в каждой фазе;
- знать основные физические законы, определяющие динамику движения жидкостей и газов в трубах и методы математического моделирования процессов, происходящих в трубопроводах при транспортировке нефтяных дисперсных;
- уметь анализировать явления переноса в двухфазных средах в конкретных ситуациях и режимах движения, условиях работы систем и аппаратов, обеспечивающих безаварийность функционирования топливно-энергетического оборудования
- проводить аналитическое и численные расчёты, формулировать математические задачи для углеводородных сред с учётом изменений структуры потока.
СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА
ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы (темы) дисциплины и виды занятий (в часах)
| Номер раздела | Название раздела (темы) | Объем,ч |
| Цели, задачи, терминология дисциплины, ее место в учебном процессе | ||
| Модели течения гетерогенных смесей в замкнутых системах. Экспериментальные корреляции и их анализ | ||
| Движение газожидкостных смесей через местные сопротивления | ||
| Методы гидродинамического и теплового расчета трубопроводов, транспортирующих нефтяные дисперсные среды |
Содержание разделов дисциплины
Цели, задачи и проблемы дисциплины, ее место в учебном процессе.
3.2.1.1. Предмет, цель, задачи, структура курса и его связь с дисциплинами физико-математического профиля, курсами специальности “проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ”. Перечень дисциплин, изучение которых необходимо для усвоения вопросов курса. Области приложения механики двухфазных сред. Теоретические модели, схематизация и постановка задач, экспериментальные методы исследований (1 час).
|
|
|
3.2.1.2. Проблема моделирования дисперсных систем. Достоинства и недостатки лазерных технологий предсказания сложных течений. Многомасштабность явлений переноса. (1 час).
3.2.2. Модели течения гетерогенных смесей в замкнутых системах. Экспериментальные корреляции и их анализ (6 часов)
3.2.2.1. Двухфазное течение в трубах. Основные понятия (4 часа)
- Уравнения законов сохранения. Уравнения движения двухфазной смеси в каналах. Преобразование уравнений движения двухфазной смеси в трубах. Режимы течения. Свободный дебит газоконденсатной скважины. (2 часа).
- Эмпирические данные о макротурбулентных пульсациях в газожидкостном потоке. Структуры дисперсных течений и области их существования. Горизонтальные и наклонные системы. Расслоенный и пробковый режим. Кольцевая структура течения смеси. Структура нефтяной дисперсной смеси в скважинах. Расслоенный поток жидкости и газа: ламинарный и турбулентный режим. Локальные скорости, объемные расходы, паросодержание. Критерии подобия. Потери давления при расслоенном течении пароконденсатной смеси (2 часа).
3.2.2.2. Корреляционный анализ пульсационных и спектральных характеристик в дисперсных системах (2 часа)
- Поверхность раздела и расслоенный режим. Поле скоростей, касательные напряжения газожидкостного потока. Волны на поверхности раздела фаз и в тонких слоях вязкой жидкости. Масштабы турбулентности, спектральные параметры в дисперсных средах. Сравнение с опытными данными. Газосодержание, сопротивление при пробковом течении, его зависимость от локальных процессов в изменении структуры потока, наклона канала. Параметры смеси для несжимаемого и сжимаемого потока. Кольцевая структура. Закономерности распределения фаз и скоростей в трубах
|
|
|
Движение газожидкостных смесей через местные сопротивления (4 часов)
3.2.3.1. Потери давления в смесях. (4 часа).
- Движение через запорные и регулирующие устройства. Внезапное расширение пароводяного потока. Влияние диафрагмы. Метод определения газосодержания и сравнение с опытными данными.
Методы гидродинамического и теплового расчета трубопроводов, транспортирующих нефтяные дисперсные среды (6 часов)
3.2.4.1. Введение в численные методы, лазерные технологии велосиметрии. (3 часа).
- Методы гидравлического расчета трубопроводов, транспортирующих газожидкостные смеси. Расчет горизонтальных, рельефных трубопроводов. Течение смеси со сменой структур потока, повышенным газосодержанием.
- Неизотермическое движение. Исследование пусковых режимов. Влияние турбулентности, инерционных сил на структуру течения. Анализ влияния химических реакций на интегральные параметры. Вихревые воронки и процесс истечения.
3.2.4.2. ЛДИС в анализе дисперсных сред (3 часа).
СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы (темы) дисциплины и виды занятий (в часах)
| Номер раздела | Название раздела (темы) | Объем,ч | |
| Практическое занятие | Лабораторная работа | ||
| Теплофизические характеристики текущей дисперсной среды | - | ||
| Движение однородных и неоднородных сред в трубах | - | ||
| Исследование с помощью ЛДИС гидродинамики и теплообмена в каналах и трубах постоянного и переменного поперечного сечения | - | ||
| Определение переходных процессов в структуре потока при переменном во времени напоре | - | ||
| Растворение твердого вещества в стекающей пленке жидкости | - |
Содержание разделов практических занятий по дисциплине
4.2.1. Теплофизические характеристики текущей среды (2 часа)
- Используется ЛДИС оборудование для определение свойств (плотности, вязкости) жидких и газообразных продуктов транспортировки природного сырья, их зависимость от температуры.
4.2.2. Движение однородных и неоднородных сред в трубах (4 часа).
|
|
|
- Приводятся основные понятия и формулы к моделированию течения. Исследуется на основе ЛДИС развивающийся поток (пограничный слой, ядро) начальный участок в ламинарном и турбулентном режимах в круглой цилиндрической трубе. Течения в каналах произвольного поперечного сечения. Эффекты тепловой и динамической ламинаризации. Квадратичный закон трения.
4.2.3.Исследование с помощью ЛДИС гидродинамики и теплообмена в каналах и трубах постоянного и переменного поперечного сечения(4 часа).
- Моделирование вынужденной конвекции в условиях ламинарного течения рабочей среды (2 часа).
- Предсказания вихревой структуры в сдвиговом движении смеси в трубах (2 часа).
4.2.4. Определение переходных процессов в структуре потока при переменном во времени напоре (4 часов).
4.2.5. Растворение твердого вещества в стекающей пленке жидкости (4 часа).
Замечание. В лабораторных работах используется ИНСТРУМЕНТАРИЙ комплекса ЛДИС. Составляется протокол измеренных параметров, которые сравниваются с имеющимися теоретическими данными (численного расчета соответствующих задач) для построении корреляционных связей к интегральным параметрам процесса течения и теплообмена.
|
|
|
