- •РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. ГУБКИНА
- •Иванников В.Г., Исаев В.И., Иванников А.В., Исаев Р.В. Лабораторные работы по общей и подземной гидромеханике. – М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. – с. 162.
- •ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
- •РАБОТА № 1
- •ИЗМЕРЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание установки (стенда) для проведения работы
- •Проведение работы
- •Методика расчета
- •Цель работы
- •Описание установки (стенда) для проведения работ
- •Краткая теория
- •Проведение работы
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание установки для проведения работ
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание установки
- •Проведение работы
- •Методика расчета
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Проведение работы
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание установки для проведения опыта
- •Проведение работы
- •Учебно-лабораторная установка «Гидродинамика»
- •Краткая теория
- •Цель лабораторной работы
- •Описание экспериментального участка
- •Порядок измерений
- •Краткая теория
- •Цель работы
- •Описание опытного участка
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчета
- •Порядок проведения работы
- •При каждом режиме необходимо снять показания вакуумметра pв, манометра pм и расходомера Q. Результаты измерений заносят в таблицу 10.1
- •Методика расчета
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание экспериментального участка ( рис. 7.1)
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Экспериментальные способы определения режима течения
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчета
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание опытного участка
- •Порядок проведения опытов
- •Методика расчета
- •Краткая теория
- •Цель работы
- •Описание опытного участка
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчета
- •Порядок вычислений
- •Цель работы
- •Вычисление гидравлических характеристик h(Q) и h(d) с помощью компьютера для каждого из участков сложного трубопровода и построение суммарной характеристики. Сравнение экспериментальных значений h(Q) с расчётными
- •Краткая теория
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание экспериментального участка
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчета
- •Краткая теория
- •Цель работы
- •Описание опытного участка
- •Порядок проведения работы
- •Проведение расчетов
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Порядок проведения работы
- •Цели работы
- •Краткая теория
- •Порядок проведения работы
- •РАБОТА № 22
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок проведения работы
- •Цель работы
- •Описание экспериментальной установки
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчета
- •Цель работы
- •Краткая теория
- •Порядок проведения работы
- •Методика расчёта
- •Краткая теория
- •Краткая теория
- •Цель лабораторной работы
- •Описание учебно-лабораторной установки
- •Краткая теория
- •Порядок проведения опытов
- •Вычисления
- •Цель лабораторной работы
- •Описание учебно-лабораторной установки
- •Порядок проведения опытов
- •Учебно-лабораторная установка для исследования внедрения газовых струй в слой жидкости
- •РАБОТА № 30
- •2. Пример контрольной карты для защиты работ №№ 4 и 5
- •Вопрос 1. На рисунке показаны линии полного и пьезометрического напоров (без учета местных сопротивлений). Для участков длиной l1 и l2 гидравлические уклоны определяются
- •Вопрос 5. Как определяется коэффициент проницаемости в работе № 21?
- •Вопрос 1. Как определяется коэффициент проницаемости в работе № 22?
- •Вопрос 1. Распределение абсолютного давления в любом сечении пласта в работе № 23 имеет вид
- •Вопрос 1. Скорость звука a в газе определяется по формуле
- •Вопрос 1. Проставить правильно номера устройств, соответствующие экспериментальной уствновке работы 26
(23.205)
Объемный расход в любом сечении модели пласта с абсолютным давлением p определяется через Qатм
(23.206)
Выражение для скорости фильтрации с учетом (23.206), имеет вид
(23.207)
Также можно получить распределение функции P при установившейся фильтрации несжимаемой жидкости в виде линейного закона
P = P1 – (P1- PN)х/L.
(23.208)
Переходя в выражении (23.208) от функции P к давлению р по формуле
(23.201), получим
(23.209)
откуда найдем распределение абсолютного давления в любом сечении модели пласта
(23.210)
То есть, абсолютное давление по длине пласта распределяется по параболическому закону.
Описание экспериментальной установки
Модель пласта (рис. 23.1) для изучения установившейся фильтрации газа состоит из горизонтально расположенной трубы 1, диаметром d и длиною
101
L, наполненной песком 2. По длине модели пласта на равных расстояниях друг от друга имеются выводы, к которым подключается датчик давления 3, показывающий избыточное давление в соответствующих сечениях пласта, или манометры.
На входе в модель пласта установлен компрессор 4, нагнетающий сжатый воздух в ресивер 5. Воздух из ресивера через кран 6 поступает в модель пласта. Краны 6, 7 и 8 служат для регулирования расхода воздуха через пласт.
Расход газа при атмосферном давлении измеряется с помощью электронного расходомера 9. Газовый счетчик 10 служит для тарировки расходомера 9 или для измерения расхода газа, так же при атмосферном давлении.
Рис. 23.1. Схема экспериментального участка для изучения фильтрации газа. 1 – участок трубы длиной L; 2 – модель пласта (пористая среда - песок); 3 – датчики давления Д для замера n давлений p1, p2, … pn; 4 - компрессор; 5 - ресивер; 6, 7 и 8 – краны; 9 – электронный секундомер; 10 – газовый счётчик; L1 – расстояние между замерами давлений.
Порядок проведения работы
Открывают краны 6 и 8 на входе и выходе из модели пласта и кран 7, установленный на отводе из ресивера. Включают компрессор 4 и, прикрыв кран 7, устанавливают некоторое давление на входе в модель пласта.
Наблюдая за показаниями датчика давления 3 или манометров в различных сечениях пласта, добиваются момента, когда их показания перестанут меняться, т. е. когда процесс фильтрации газа станет установившимся. Запи-
102
сывают показания датчика давления 3 или манометров в различных сечениях и расход газа по показаниям расходомера 9.
Изменив расход газа с помощью крана 7, повторяют измерения в том же порядке.
При третьем и четвертом замерах измеряют давление только на входе в пласт, давление на выходе из пласта (при полностью открытом кране 8) будет при этом атмосферным, и измеряют расход газа.
Результаты измерений заносятся в таблицу 23.1.
Методика расчета
1. По каждому показанию датчика давления вычисляют абсолютное давление
p = pатм + pизб, где pизб = Uд N1.
(23.211)
2.Находят квадраты абсолютных давлений p2.
3.По данным первого и второго опытов строят линии распределения абсолютных давлений p = p(x) и квадратов абсолютных давлений p2 = p2(x).
4.Определяют приведенный к атмосферному давлению объемный расход
Qатм = Uq N2.
(23.212)
5. Строят индикаторную линию
Qатм = f(∆p2), где ∆p2 = (p1)2 – (pn)2.
(23.213)
6. Из формулы (23.205) находят коэффициент проницаемости
(23.214)
Зависимость динамического коэффициента вязкости µ воздуха при атмосферном давлении от температуры приведена в приложении 5.
103
Результаты расчетов заносятся в таблицу 23.2
Таблица 23.1
№ |
Величины |
Значения |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1Длина пласта, L = N L1
2Диаметр поперечного сечения, d
3Атмосферное давление, pатм
4Коэффициент для датчика давления, N1
Продолжение таблицы 23.1
5Коэффициент для расходомера, N2
6Температура воздуха, t °C
7Динамический коэффициент вязкости воз-
духа, µ
8 |
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
Показания датчика давления, Uд |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
9 |
|
|
|
Показания электронного расходомера, Uq |
|
Таблица 23.2
№ |
Величины |
|
Значения |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
104
1 |
Избыточное давление, pизб |
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Абсолютное давление, p |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
3 |
Квадраты абсолютного давления, p2 |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||
|
|
3 |
|
|
|
|
4 |
|
4 |
|
|
|
|
Приведенный к атмосферному давлению |
|
|
|
|
||
5 |
объемный расход, Qатм |
|
|
|
|
|
Коэффициент проницаемости, k |
|
|
|
|
|
105