АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Статика рідин і газів

Читайте также:
  1. Аналіз розробки родовищ природних газів
  2. В якому випадку не враховується тиск на поверхні рідини при розрахунку навантажень, що спричиняє рідина на тверді поверхні?
  3. Вибір робочої рідини
  4. ВИВЧЕННЯ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РІДИН
  5. Вивчити основні поняття кінематики і динаміки рідини.
  6. Види витрат краплинних та газоподібних рідин i прилади для їх вимірювання.
  7. Визначення втрат енергії при ламінарному режимі течії рідини в трубі круглого поперечного перерізу
  8. Визначення гідростатичного тиску рідини на тверде тіло у різних точках поверхні твердого тіла
  9. ВИЗНАЧЕННЯ ДЕЯКИХ ФІЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ РІДИН
  10. Визначення залежності в’язкості рідини від її температури
  11. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ГІДРАВЛІЧНОГО ТЕРТЯ ПРИ РУСІ РІДИНИ В НАПІРНОМУ ТРУБОПРОВОДІ
  12. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА МІСЦЕВИХ ОПОРІВ ПРИ НАПІРНОМУ РУСІ РІДИНИ

 

Стискувальне напруження, яке виникає всередині рідини, що перебуває у спокої, на­зивається гідростатичним тиском. Закон розподілу гідростатичного тиску вздовж вертикальної координати математично описується основним рівнянням гідростатики:

р= :, (9.1)

 

де - гідростатичний тиск у деякій точці, Па; - зовнішній тиск на задану поверхню рівня рідини, Па; - густина нестисливої рідини, кг/м3; - прискорення вільного падіння, м/с2; Л - глибина занурення чи висота перевищення розглядуваної точки відносно рівня рідини із заданим тиском , м. У рівнянні (9.1) приймається знак плюс при зануренні розглядуваної точки під поверхню розділу рідини і газу (під вільну поверхню, на яку діє зовнішній тиск ,) і знак мінус — при її перевищенні над рівнем рідини з відомим гідростатичним тиском (наприклад, рівень водонафтового контакту в свердловині).

Густина рідини дуже мало залежить від тиску і температури, їх спільну дію можна враховувати за формулою:

(9.2)

 

де - густина рідини при тисках і температурах відповідно р, Т і , Т0 , кг/м3; -коефіцієнт об'ємної пружності (об'ємного стиснення) рідини, Па-1; - коефіцієнт термічного (температурного чи теплового) розширення, Коефіцієнт для води при 20 °С становить 0,47 • 10-9 Па-1 , для дегазованої нафти - 0,74 • 10-9 Па-1 і для газонасиченої нафти (при тиску вище тиску насичення нафти газом в інтервалі температур 20 — 150 °С) — 1,4·10-9... 4 • 10-9 Па-1, тобто при підвищенні тиску на 20МПа густина води, дегазованої і газонасиченої нафти підвищується тільки відповідно на 0,94; 1,48; 2,8...8 %. Коефіцієнт βт для води зростає з підвищенням тиску і температури від 14·10-6 К-1 (при 273 К і 0,1 МПа) до 700·10-6 К-1 (при 373 К і 10 МПа), а для дегазованої нафти (при нормальних умовах) становить 600...800 К"1, тобто при підвищенні температури на 100 К густина води зменшується на 0,14...7 %, нафти - на 6 — 8 %. У межах змін тисків і температур, які ма­ють місце на практиці, з точністю цілком достатньою для більшості інженерних розрахунків, густину рідин можна приймати постійною.

Величину прийнято називати ваговим тиском, тоді повний (абсолютний) гідростатичний тиск дорівнює сумі зовнішнього р0 і вагового тисків. Ваговий тиск можна записати також як відношення сили тяжіння стовпа рідини до площі основи, на яку вона діє. Але це справедливо тільки для вертикальної циліндричної посудини (вертикальної свердловини), а не для зрізаного конуса чи похилого циліндра ("гідростатичний парадокс").



На тіло, занурене в рідину, діє виштовхувальна (архімедова, підйомна) сила, яка скерована вверх і дорівнює силі тяжіння рідини, витисненої тілом, а у випадку тіла правильної форми - різниці тисків стовпа рідини безпосередньо над і під тілом. Залежно від співвідношення значення сили тяжіння тіла і виштовхувальної сили тіло може перебувати у трьох положеннях: спливає, стан байдужої рівноваги в об'ємі рідини (у завислому стані), тоне.

Власна сила тяжіння стовпа газу також створює тиск. Оскільки газ надзвичайно стис­ливий (надстисливий), то, враховуючи зміну густини газу за законом Клапейрона-Мен-делєєва, закон розподілу тиску нерухомого стовпа газу по висоті ' можна описати барометричною формулою Лапласа-Бабіне

 

(9.3)

або наближеною формулою (після розкладу es у ряд)

(9.4)

 

де — тиск газу відповідно на висотах (від поверхні порівняння), Па; —висота стовпа газу, м; — відносна густина газу (за повітрям); - газова постійна повітря (оскільки = 9,81 м/с2, - 287,2 Дж/(кг·К), то - 0,03415 К/м); Т = 0 + 7)/2 - середньоарифметична температура, К; Т0, Т - температура газу відповідно на висотах , К; - коефіцієнт надстисливості газу при середніх значеннях температури Т і тиску = (р + )/2; = 0,03415

Зміну температури з висотою (глибиною) у свердловині можна прийняти за рівнянням геотерми

(9.5)

де — геотермічний градієнт, К/м (становить 0,012 ... 0,083 К/м, у більшості 0,033 К/м), причому тут під розуміємо глибину залягання нейтрального шару (10 - 30 м) з постійною температурою (К), що дорівнює середньорічній температурі грунту даної місцевості.

Розрахунок за формулою (9.3) при визначенні тиску на вибої свердловини коли приймаємо р здійснюється методом послідовних наближень. Спочатку приймають і визначають Обчислюють перше наближене значення Визначають = /2, знаходять нове значення , обчислюють друге наближене значення і т.д. Розрахунки повторюють доти (звичайно достатньо одного - двох наближень), поки різниця в значеннях і так далі не перестане впливати на точність визначення

‡агрузка...

Значення визначають або за графіками Брауна, або за емпіричними формулами.

При розрахунках тиску нерухомого стовпа газу в свердловинах похибка значень тиску за наближеною формулою не виходить за межі похибок промислових манометрів до глибин 700-1000м.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.006 сек.)