To tylko jedna z 11 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Zadania jakie znajdują się w tym materiale to: 1. Obliczyć ekonomicznie uzasadnioną średnicę wewnętrzną ropociągu.
2. Obliczyć względną siłę wyporu hydrodynamicznego działającego na rurociąg
zagłebiony w dnie. Fala opisana jest cosinusoidą, a pozycja osi rurociągu względem
profilu fali dana jest współrzędnymi: x = 10 [m] i t = 2.5 [s]. Obliczenia przeprowadzić
zgodnie z załoŜeniami modelu potencjalnego.
3. Na dystansie 20 km od początku ropociągu temperatura ropy naftowej spadła o 25%.
Obliczyć o ile procent i jak zmieni się dystans mierzony od początku ropociągu, na
którym temperatura ropy naftowej spadnie o kolejne 25%. Przyjęć Ta = 0 [°C].
Rurociąg podmorski o średnicy Dw = 1.0 [m] i grubości ścianki s = 0.025 [m] oraz o
grubości otuliny b = 0.3 [m] spoczywa na dnie na głębokości h = 100 [m].Obliczyć jak
zmieni się siła wyporu hydrostatycznego jeŜeli załoŜymy, Ŝe głębokość zwiększyła się
10 – krotnie.
4. Pionowy (wieŜowy) wysięgnik palnika gazu na platformie ma wysokość H = 30 [m] .
Prędkość wypływu gazu z palnika wynosi Vg = 200 [m/s] a prędkość wiatru Vw = 40
[m/s].Wyznaczyć wszystkie miejsca na pokładzie platformy, wktórych gęstość
powierzchniowa strumienia promieniowania cieplengo (q) jest zerowa.
Wszystkie zadania są opracowane w sposób bardzo dokładny, krok po kroku, zawierają czytelne rysunki i potrzebne wzory.
Politechnika Gdańska Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego
Zaliczenie z
Oceanotechniki
Kasprzyk Joanna Nr albumu 110222 Sem. 9 Rok ak. 2010/2011 1. Obliczyć ekonomicznie uzasadnioną średnicę wewnętrzną ropociągu. Dane: Q = 1.5 [m3/s] - natęŜenie objętościowe przepływu S = 0.82[-] - gęstość względna ropy naftowej
µd = 8⋅10-4 [Pa⋅s] - współczynnik lepkości dynamicznej ropy naftowej Ekonomicznie uzasadniona średnica wewnętrzna ropociągu dana jest wzorem:
.
ࡰሺࢋሻ
ሺ࢘ሻ
࢝
ൌ . ૢૡ · ࡽ.ૡ · ࡿ. · ቀࣆࢊ ቁ
ሾሿ
(1.1)
Gdzie: Q – natęŜenie objętościowe przepływu ropy naftowej [US gal/min] S – gęstość względna ropy naftowej [-] µd – współczynnuk lepkości dynamicznej ropy naftowej [cP] Po przekształcenu jednostek miar na zgodne z układem SI, czyli ܦሺሻ
௪ : 1 ሾ݅݊ሿ ൌ 0.0254 ሾ݉ሿ
ܳ: 1 ሾܷݏ ݈݃ܽ/݉݅݊ሿ ൌ 0.2271 ሾ݉ଷ ݄
⁄ ሿ
ܵ: 1 ሾെሿ ൌ 0.9991 ሾ– ሿ ߤሺሻ
ௗ : 1 ሾܿܲሿ ൌ 1ሾ݉ܲܽ · ݏሿ
otrzumuje się wzór:
.
ࡰሺࢋሻ
ሺ࢘ሻ
࢝
ൌ . ૠ · ࡽ.ૡ · ࡿ. · ቀࣆࢊ ቁ
ሾሿ (1.2)
Zatem dla ܳ ൌ 1.5 ሾ݉ଷ ݏ
⁄ ሿ ൌ 1.5 · 3600 ൌ 5400 ሾ݉ଷ ݄
⁄ ሿ oraz
ߤሺሻ
(ek)
ௗ ൌ 8 · 10ିସሾܲܽ · ݏሿ ൌ 8 · 10ିଵሾ݉ܲܽ · ݏሿotrzymuje się wartość Dw
:
ܦሺሻ
௪
ൌ 0.0147 · ሺ5400 ሻ.ସସ଼ · ሺ0.82ሻ.ଵଷଶ · ሺ8 · 10ିଵሻ.ଶହ ൌ 0.669ሾ݉ሿ
Odp.: Ekonomicznie uzasadniona średnica wewnętrzna ropociągu wyniesie 0.669 [m] 2. Obliczyć względną siłę wyporu hydrodynamicznego działającego na rurociąg zagłebiony w dnie. Fala opisana jest cosinusoidą, a pozycja osi rurociągu względem profilu fali dana jest współrzędnymi: x = 10 [m] i t = 2.5 [s]. Obliczenia przeprowadzić zgodnie z załoŜeniami modelu potencjalnego. Dane: Dz = 1.0 [m] - średnica zewnętrzna rurociągu B = 1.0 [m] - zagłębienie rurociągu w dnie L = 60 [m] - długość fali T = 5 [s] - okres fali Obliczenie wykonać w punktach pokazanych na rysunku.
b
Dz Rys. 1. Schemat obliczeniowy dla zadania 2.
Zgodnie z załoŜeniami modelu potencjalnego faza szkieletu gruntowego oraz faza wodno – powietrzna są nieściśliwe. Zatem dla schematu jak na rysunku powyŜej:
ࣔ ࣔ ൌ
ࣔ࢞
ࣔࢠ
(2.1)
Warunki brzegowe:
(…)
… ܊
[-] [rad] [m] [m] [-] [-] [rad ⋅ m]b
πൗ
1 2 0.5 -1.0 -0.448 1 -0.176
2 πൗ √2ൗ
4 0.35 -1.15 -0.441 2 -0.123
3 0 0 -1.5 -0.425 0 0
െπൗ -0.35 -1.85 െ √2ൗ2
4
4 -0.410 0.114
െπൗ
5 2 -0.5 -2.0 -0.404 -1 0.159
ܨ
Znak minus przed wartościami dla sił wypadkowych ciśnienia ൗܲ w punktach 1 i 2
oznaczają, iŜ wypadkowa ma przeciwny zwrot niŜ zaznaczono to na rys. 2, a co za tym
idzie równieŜ składowa pionowa Pi…
… Po(x`;y`).
Z wzoru na gęstość powierzchniowego strumienia promieniowania cieplnego
ࡱ ·ࡹ·ࡽ ·ࡿ࢝ ࢃ
ൌ ·࣊·ࡾ
ቂ
ቃ (5.1)
ࢉ࢚
Wynika, iŜ wartość q = 0 otrzymamy, gdy współczynnik widzenia ܵ௪ ൌ sin ߶௪ ൌ 0 a co
za tym idzie kąt widzenia ߶௪ musiał by być równy zero. PoniewaŜ ߶௪ ൌ ߙ ߙ ;
gdzie ߙ jest kątem nachylenia płomienia a ߙ jest kątem natarcia.
Znając prędkość wypływu gazu Vg oraz prędkość…
…:
ࣔ ࣔ
ࣔ࢞
ࣔࢠ ൌ (2.1)
Warunki brzegowe:
1) z = 0 i p = pb
࢈ ൌ ࡼ࢈ · ܛܗ܋ሺࢇ࢞ െ ࣓࢚ሻ (2.2)
ࡴ
ࡼ࢈ ൌ
· ࢽ࢝ · ܐܛܗ܋ሺࢇࢎሻ (2.3)
Gdzie:
pb – to ciśnienie hydrodynamiczne w poziomie dna [kPa]
ܲ – to amplituda ciśnienia hydrodynamicznego [kPa]
ܽ – liczba falowa [rad/m]
H – wysokość fali [m]
h – głębokość wody [m]
ω - częstotliwość kątowa fali [rad/s]
x; t – współrzędne określające połoŜenie osi rurociągu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)