Файл: Курсовая работа расчет процессов нагнетания горячего теплоносителя при обработке призабойной зоны пласта.docx

а) для 1-го слоя: , где .

Тогда: .

б) для 2-го слоя: , где .

Тогда: .

Новое второе значение t_сл1:

.

Если новое значение t_сл1, отличается от его значения, принятого ранее, то задаёмся значением t_сл1 и повто­ряем расчёт.

Расчёт заканчивают, когда в последних двух приближениях численные значения t_сл1 практически (на 0,0001 – 0,005 °С) не будут отличаться друг от друга.

Видим, что новое значение t_cл1, отличается от значения, принятого ранее, поэтому повторяем расчет.

Принимаем: .

Среднее значение коэффициента теплопроводности:

а) для 1-го слоя: , где .

Тогда: .

б) для 2-го слоя: , где .

Тогда: .

Новое второе значение t_сл1:

.

Видим, что новое значение t_cл1, отличается от значения, принятого ранее, поэтому повторяем расчет.

Принимаем: .

Среднее значение коэффициента теплопроводности:

а) для 1-го слоя: , где .

Тогда: .

б) для 2-го слоя: , где .

Тогда: .

Новое второе значение t_сл1:

---

.

Видим, что новое значение t_cл1, отличается от значения, принятого ранее, поэтому повторяем расчет.

Принимаем: .

Среднее значение коэффициента теплопроводности:

а) для 1-го слоя: , где .

Тогда: .

б) для 2-го слоя: , где .

Тогда: .

Новое второе значение t_сл1:

.

Видим, что новое значение t_cл1, отличается от значения, принятого ранее, поэтому повторяем расчет.

Принимаем: .

Среднее значение коэффициента теплопроводности:

а) для 1-го слоя: , где .

Тогда: .

б) для 2-го слоя: , где .

Тогда: .

Новое второе значение t_сл1:

.

Видим, что в последних двух приближениях практически не отличаются численные значения t_cл1.

Плотность теплового потока:

а) через 1-й слой: .

б) через 2-ой слой: .

Принимаем: .
Проверка результатов расчета тепловой изоляции

Температура стенки изоляции со стороны воздуха принималась равной 100 ⁰С (для двухслойной изоляции) или 50 ⁰С (для трехслойной изоляции). Эту температуру необходимо уточнить, так как неучет особенностей передачи тепла на отдельных участках теплопередачи может привести к большим ошибкам в расчетах.

---

Для трехслойной изоляции:

Разность температур: .

По известным и скорости ветра w по графику (рисунок 5) находим :

.

Расчетное значение коэффициента теплоотдачи:

.

Если значения внешнего коэффициента теплоотдачи отличаются друг от друга (более чем на ), то необходимо задаться новым значением t_с2, отличающимся от исходного на 20 ⁰С и повторить все расчеты.

Графическое и расчетное значение ₂ сильно отличаются, возьмем новые значения t_c2=t_c2 + 20 С, повторим все расчеты.

Уточнение температуры наружной стенки парогенератора t_с2 проводится с использованием компьютера.

Расчет 3-х слойной изоляции

температура внутренней поверхности стенки Tc1=800.0 град. С

температура между слоями

T1,2=461 град. C

T2,3=123,3 град. C

температура наружной поверхности стенки Tc2=83,5 град. C

температура воздуха 6,0 град. C

плотность теплового потока q=1397,609 Вт/кв.м

коэффициент теплоотдачи

графический=>17,96 Вт/кв.м*град.

расчетный=> 18,03/Вт/кв.м*град.

Для двухслойной изоляции:

Разность температур: .

По известным и скорости ветра w по графику (рисунок 5) находим :

.

Расчетное значение коэффициента теплоотдачи:

.

Если значения внешнего коэффициента теплоотдачи отличаются друг от друга (более чем на ), то необходимо задаться новым значением t_с2, отличающимся от исходного на 20 ⁰С и повторить все расчеты.

---

Графическое и расчетное значение ₂ сильно отличаются, возьмем новые значения t_c2=t_c2 + 20 С, повторим все расчеты.

Уточнение температуры наружной стенки парогенератора t_с2 проводится с использованием компьютера.

Расчет 2-х слойной изоляции

температура внутренней поверхности стенки Tc1=800,0 град. С

температура между слоями T1,2=642,1 град. C

температура наружной поверхности стенки Tc2=281,7 град. C

температура воздуха 6,0 град. C

плотность теплового потока q=8317,142 Вт/кв.м

коэффициент теплоотдачи

графический=>30,07 Вт/кв.м*град.

расчетный=> 30,17 Вт/кв.м*град.

Проверка возможности работы изоляции для заданных материалов:

Двухслойная изоляция:

Должны выполняться условия t_п1>t_cл1 и t_п2>t_c2.

Имеем: 1650 С > 642,1 С и 700 С > 281,7 С. Следовательно, условия выполняются.

Трехслойная изоляция:

Должны выполняться условия t_п1>t_cл1, t_п2>t_cл2 и t_п3>t_c2.

Имеем: 1050 С > 461 С, 400 С > 123,3 С и 600 С > 83,5 С Следовательно, условия выполняются.



Рисунок 5 Зависимость внешнего коэффициента теплоотдачи (конвекцией и излучением) от скорости ветра и перепада температур между наружной стенкой изоляции и воздухом (числа у кривых – скорость ветра)
Расчёт экономии топлива после замены старой изоляции новой

Замена старой изоляции новой, выполненной из современных тепло­изоляционных материалов, позволяет в несколько раз снизить теплопотери через обмуровку парогенератора, получить экономию топлива.

Коэффициент, учитывающий отличие теплопотерь в окружаю­щую среду при новой и старой изоляции: , где

q_c и q_н соответственно плотности теплового потока через старую (напри­мер. двухслойную) и новую (например, трехслойную) изоляции.

Имеем: .

Разность в плотностях теплового потока:

.

Время работы печи в течении года - 300 дней или

---

.

Площадь изоляции: , где

h = 1.65 м - высота изолированной поверхности парогенератора; d_o= 0,3 м - диаметр дымовой трубы.

.

Годовая экономия теплоты за счёт установки на котле эффектив­ной изоляции: .

Годовая экономия топлива за счёт замены старой изоляции на новую:

.

Экономия топлива в денежном выражении:

.

3. Графическая часть работы

Рисунок 6 - Схема оборудования скважины для нагнетания пара:



Рисунок 7 Парогенератор установки ППУ



Рисунок 8 График изменения температуры при теплопередаче через двухслойную изоляцию



Рисунок 9 График изменения температуры при теплопередаче через

трехслойную изоляцию



Рисунок 10 Зависимость внешнего коэффициента теплоотдачи (конвекцией и излучением) от скорости ветра и перепада температур между наружной стенкой изоляции и воздухом (числа у кривых – скорость ветра)

Выводы и рекомендации

В ходе выполнения курсовой работы было выполнено два задания.

В первом задании были определены технологические показатели циклической паротепловой обработки исходя из необходимости создания паровой зоны в пласте.

В результате циклической парообработки призабойной зоны пласта дебит скважины увеличился с 1,9 м³/сут до 2,7 м³/сут. При этом продолжительность работы скважины с повышенным дебитом скважины составит 199,55 сут, что приводит к получению дополнительных 159,24 м

---