Примерное содержание учебной дисциплины

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

НЕФТЕГАЗОВЫЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

Гидравлика

 

Программа, методические указания и контрольные задания

для студентов специальности

130503.51 – Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

 

заочного отделения

 

I курс, I семестр

 

Тюмень, 2010

1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Примерная программа учебной дисциплины "Гидравлика" предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 131018.51 Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых

Учебная дисциплина "Гидравлика" является дисциплиной общепрофессионального цикла в структуре основной профессиональной образовательной программы по специальности.

Данная дисциплина предусматривает изучение основных свойств жидкостей, законов равновесия и движения различных жидкостей, а также способов практического применения этих законов. Последовательность изучения тем в примерной программе основана на рассмотрении гидравлических понятий, законов, уравнений и основ расчета трубопроводов.

В результате изучения дисциплины студент должен:

-знать: основные физические свойства жидкости; общие законы и уравнения гидростатики и гидродинамики; методы расчета гидравлических сопротивлений движущейся жидкости;

-уметь: определять физические свойства жидкости; выполнять гидравлические расчеты трубопроводов, расчеты истечения жидкости из отверстий и насадков, расчеты фильтрации жидкости с использованием справочной литературы и вычислительной техникой.

 

ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

			Количество аудиторных часов
				при очной форме обучения
	Наименование разделов и тем				в том числе
			всего	лабораторные	практические
				работы	занятия
Введение
Раздел 1. ФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
Тема 1.1. Основные физические
свойства жидкостей
Раздел 2. ГИДРОСТАТИКА
Тема 2.1. Давление и законы
гидростатики
Тема 2.2. Силы давления
Раздел 3. ГИДРОДИНАМИКА							б
Тема 3.1. Основы гидродинамики и
I уравнения движения жидкости
Тема 3.2. Гидравлические		1б
сопротивления
Тема	.3. Движение жидкости в
трубопроводах
Тема 3.4. Истечение жидкости из
отверстий и насадков
Тема 3.5. Движение жидкости в
ПОDИСТОЙ среде
Тема 3.б. Неныотоновские жидкости
Повторение
Всего по дисциплине:

ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Введение

Краткий очерк истории развития гидравлики, её задачи. Гидравлика и экология. Основные понятия и определения. Физические величины и единицы их измерения.

 

Раздел I. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ

Тема 1.1. Основные физические свойства жидкостей

Студент должен:

з н а т ь: основные физические свойства жидкостей, принцип действия приборов для определения плотности и вязкости;

у м е т ь: определять плотность и вязкость нефтепродуктов, пользоваться. ареометром и вискозиметром.

Понятие о жидкости. Плотность, удельный объем, удельный вес, сжи­маемость, температурное расширение, поверхностное натяжение жидкости. Вязкость, закон вязкости трения. Приборы для измерения плотности и вязко­сти. Молекулярно-поверхностные и физические свойства системы нефть - газ ­вода - порода.

Лабораторная работа №1. Определение плотности и вязкости нефтепродуктов

Раздел 2. ГИДРОСТАТИКА

Тема 2.1. Давление и законы гидростатики

Студент должен:

з н а т ь: единицы измерения, свойства, виды гидростатического давления, основное уравнение гидростатики, приборы для. измерения давления;

у м е т ь: определять давление в покоящейся жидкости и газе с помощью приборов и формул.

Давление, виды и единицы измерения. Гидростатическое давление, его свойства. Основное уравнение гидростатики. Гидростатическое давление в по­коящемся газе. Приборы для измерения давления. Расчеты давления примени­тельно к пластовым условиям. Глубинные манометры.

 

Тема 2.2. Силы давления

Студент должен:

з н а т ь: действие давления на различные стенки;

у м е т ь: применять законы гидростатики для решения практических задач.

Давление жидкости на плоские поверхности. Центр давления. Эпюры гидростатического давления. Давление жидкости на криволинейные поверхно­сти. Горизонтальная и вертикальная составляющие силы давления. Закон Ар­химеда. Простые гидравлические машины и устройства.

Практическое занятие № 1 Решение задач на законы гидростатики.

Раздел 3. ГИДРОДИНАМИКА

Тема 3.1. Основы гидродинамики и уравнения движения жидкости

Студент должен:

з н а т ь: основные понятия, определения, уравнения гидродинамики; геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли, его практиче­ское применение; принцип действия приборов для измерения скорости и рас­хода жидкости;

у м е т ь: применять уравнения расхода, неразрывности потока, Бернулли при решении практических задач.

Задачи, основные понятия и определения гидродинамики. Гидравличе­ские элементы потока. Расход и средняя скорость. Уравнения расхода и нераз­рывности потока. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Энергетиче­ский и геометрический смысл уравнения Бернулли. Примеры практического применения уравнений гидродинамики. Измерение расхода и скорости. Мощ­ность потока и мощность насоса. Принцип действия гидравлических машин.

Лабораторная работа № 2 Экспериментальная иллюстрация уравнения Бернулли.

Практическое занятие N2.Применение уравнений гидродинамики при решении задач.

 

Тема 3.2. Гидравлические сопротивления

 

Студент должен:

з н а т ь: методику определения линейных, местных и суммарных потерь напора (давления) при различных режимах движения;

у м е т ь: определять потери напора (давления), используя соответствую­щие формулы, монограммы, справочники.

Режимы движения жидкости. Число Рейнольдса. Общие уравнения для определения потери напора при равномерном движении. Распределение скоро­стей при ламинарном и турбулентном режимах по живому сечению потока. Влияние различных факторов на коэффициент А. График зависимости А = f (ε;Re). Формула для определения коэффициент А. Потеря напора в трубах некруглого сечения. Местное сопротивление. Коэффициенты местных сопротивлений. Сложение потерь напора. Возможные способы снижения потерь напора в трубах. Сопротивление при обтекании тел. Движение твердых тел в восходящем потоке жидкости.

Лабораторная работа N3.Определение коэффициента гидравлического сопротивления.

Практическое занятие N3.Решение задач на определение потерь напора (давления).

Тема 3.3. Движение жидкости в трубопроводах

Студент должен:

з н а т ь: классификацию и методику расчета различных типов трубопроводов, основы расчета насосной установки и гидравлического удара;

у м е т ь: производить расчеты простых и сложных трубопроводов с построением их характеристик; определять напор, полезную мощность насоса; рассчитывать всасывающую линию насоса, сифонные трубопроводы. Гидравлический удар.

 

Назначение и классификация трубопроводов. Основные формулы для расчета трубопроводов. Основные задачи при проектировании и расчете трубопроводов. Расчет простого и сложного трубопровода. Графоаналитические методы расчета. Трубопроводы, работающие под вакуумом. Неустановившееся движение несжимаемой жидкости. Гидравлический удар в трубах.

Роль гидравлики в нефтегазовом деле. Магистральные нефтепродуктопроводы, расчет их пропускной способности по нефти и газу. Нефтесборные коллекторы, основы расчета. Сосуды, работающие под давлением, их пропускная способность..

Практическое занятие N4. Расчет простого и сложного трубопровода.

 

Тема 3.4. Истечение жидкости из отверстий и насадков

Студент должен:

з н а т ь: законы истечения, назначение и типы насадков;

у м е т ь: определять скорость, расход, время истечения жидкости из отверстий и насадков, давление струи жидкости на преграду.

Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке. Истечение жидкости при переменном напоре. Истечение жидкости под уровень. Истечение жидкости из насадков. Влияние числа Рейнольдса на истечение жидкости. Давление струи жидкости на преграду. Практическое применение насадков.

Тема 3.5. Движение жидкости в пористой среде

Студент должен:

з н а т ь: законы фильтрации, основы расчета простейших случаев фильтрации жидкости и газов

 

у м е т ь: выполнять простейшие расчеты фильтрации жидкости и газа, применяя справочную литературу.

Основные понятия и определения. Основной закон фильтрации и границы его применения. Простейший случай установившейся напорной фильтрации несжимаемой жидкости. Плоско - прямолинейная и плоско ­радиальная фильтрация газа.

 

Тема 3.б. Неньютоновские жидкости

Студент должен:

з н а т ь: классификацию и свойства неньютоновских жидкостей, основы гидравлического расчета при движении вязкопластичньrх жидкостей;

у м е т ь: определять потери напора (давления), скорость и расход при движении неньютоновских жидкостей.

Общие понятия и классификация неньютоновских жидкостей. вязкопластичныe жидкости и их свойства. Движение вязкопластичньrх жидкостей в трубах. Неньютоновские жидкости, применяемые в бурении и эксплуатации скважин. Дисперсные среды.