Учебно-методический комплекс для студентов специальности «Физика» «подготовлено к изданию»



Скачать 102.88 Kb.
Дата01.05.2016
Размер102.88 Kb.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

«УТВЕРЖДАЮ»:

Проректор по учебной работе

_______________________ /Л.М. Волосникова/

__________ _____________ 200__г.



Термодинамика углеводородных систем
Учебно-методический комплекс

для студентов специальности

«Физика»
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:

Автор работы ________________________________________/А.П.Шевелёв/

«______»___________200__г. к.ф.-м.н., доцент

Рассмотрено на заседании кафедры Моделирования физических процессов и систем 07.11.2008г. Протокол № 3 Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.

«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:

Объем 11 стр.

Зав.кафедрой ________________________________________/К.М.Федоров/

«______»___________ 200__ г. д.ф.-м.н., профессор


Рассмотрено на заседании УМК физического факультета 20.11.2008г. Протокол № 3

Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.

«СОГЛАСОВАНО»:

Председатель УМК __________________________________/А.А.Вакулин/

«______»_____________200__ г. д.т.н., профессор

«СОГЛАСОВАНО»:

Зав. методическим отделом УМУ_______________________/С.А. Федорова/

«______»_____________200__ г.


РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ



А.П. Шевелёв

Термодинамика углеводородных систем


Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа

для студентов 4 курса очной формы обучения

специальности «Физика»


Издательство


Тюменского государственного университета

2009
А.П.Шевелёв. Термодинамика углеводородных систем: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов 4 курса очной формы обучения специальности «Физика». Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2009, 11 стр.

Программа составлена для студентов 4 курса, обучающихся по специальности 010701.65 ’’Физика’’ на физическом факультете ТюмГУ. Она состоит из тематического плана, содержания дисциплины, перечня тем лекций, контрольных вопросов к экзамену, тем рефератов для самостоятельной работы, литературы.

В тематическом плане выделено 5 основных тем. Содержание дисциплины включает 18 лекций по основным аспектам дисциплины.

Рабочая учебная программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ: Физика [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk.utmn.ru., свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой Моделирования физических процессов и систем. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.




ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: К.М.Фёдоров, д.ф.-м.н., профессор


© ГОУ ВПО Тюменский государственный университет, 2009.



Рабочая программа

  1. Пояснительная записка.

Данная программа реализуется в седьмом семестре: лекции - 36 ч. Контрольные мероприятия: коллоквиум, контрольные работы, экзамен.

Цели и задачи курса: анализ термодинамических проблем добычи нефти и газа из недр. Формулировка задач термодинамики многокомпонентных систем по описанию и моделированию этих процессов. Изучение физико-математических методов, применяемых для решения задач фазового поведения природных углеводородных систем.


В результате изучения курса студент должен знать: основные понятия и законы, описывающие фазовое поведение индивидуальных веществ и многокомпонентных природных углеводородных систем; классические методы расчета фазового состояния многокомпонентных углеводородных систем нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений с использованием уравнений состояния; уметь использовать методы разбиения компонентов углеводородных систем на фракции.

Для успешного освоения курса студент должен иметь представления: об основных технологиях добычи нефти и газа; об основных понятиях и методах термодинамики для описания индивидуальных веществ и многокомпонентных систем; о конечно разностных методах решения нелинейных систем уравнений и основных положениях вычислительной физики.

При изучении курса используются мультимедийные средства обучения: чтение лекций сопровождается презентационными материалами в PowerPoint и видеороликами, самостоятельная работа студентом с компьютерными комплексами Eclipse, Maple, Delphi.

2. Тематический план изучения дисциплины.




Тема

Лекции

Сам.раб.

1

Основы термодинамики многокомпонентных систем.

4

5

2

Уравнения состояния систем природных углеводородов.

12

9

3

Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем.

4

5

4

Фазовое диаграммы пар жидкость.

10

5

5

Моделирование пластовых углеводородных смесей.

6

5




Итого часов

36

29


3. Содержание дисциплины по темам:

Тема 1. Основы термодинамики многокомпонентных систем. Основные понятия и определения термодинамики многокомпонентных (углеводородных) систем. Определения термодинамической системы, независимых термодинамических параметров, функции состояния, характеристических функций, экстенсивных, интенсивных, внешних и внутренних параметров, механических, тепловых и массообменных взаимодействий, открытой и закрытой систем, гомогенной и гетерогенной термодинамической системы, фазы и компонента термодинамической системы. Химический потенциал. Уравнение Гиббса-Дюгема. Правило фаз Гиббса. Летучесть и коэффициент летучести.

Тема 2. Уравнения состояния систем природных углеводородов. Многокоэффициентные уравнения состояния. Вириальная форма уравнения состояния. Уравнение Бенедикта-Вебба-Рубина. Уравнение Старлинга-Ханна. Кубические уравнения состояния. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Уравнение Редлиха-Квонга и его модификации. Модификация Алани-Кеннеди-Багиа. Модификация Вильсона. Модификация Чу-Праусница. Модификация Иоффе-Зудкевича. Модификация Симоне-Бихара. Модификация Барсука-Беньяминовича. Уравнение Соаве-Редлиха-Квонга. Уравнение Пенга-Робинсона и его модификации. Модификация с шифт-параметром. Обощенный вид кубического уравнения состояния.

Тема 3. Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем. Коэффициенты распределения компонентов двухфазной системы. Уравнения фазовых концентраций двухфазных систем. Стабильность фазового состояния. Понятие и критерий стабильности фазы.


Тема 4. Фазовое диаграммы пар жидкость. Фазовые диаграммы для чистых веществ. Фазовая диаграмма “давление – температура” чистого вещества. Фазовая диаграмма “давление – удельный объем” чистого вещества. Фазовые диаграммы двухкомпонентных систем. Диаграмма давление удельный объем бинарных систем. Диаграмма “давление состав” двойных систем. Фазовая диаграмма “давление-состав” бинарной смеси метан-диоксид углерода. Фазовые диаграммы “давление - температура” бинарных смесей. Ретроградные явления. Фазовые диаграммы трехкомпонентных систем. Треугольная фазовая диаграмма для определения состава трехкомпонентной смеси. Классификация залежей по фазовому состоянию и свойствам пластовых флюидов.
Тема 5. Моделирование пластовых углеводородных смесей. Моделирование газоконденсатных систем. Методика и алгоритм определения фазового состояния газоконденсатной системы на основе разделения компонентов на фракции. Моделирование нефтяных систем на основе данных исследования глубинной пробы. Две модели пластовой нефти и алгоритмы расчета фазового состояния нефтяных систем. Метод разбиения на фракции группы . Метод Куртиса Витсона. Метод линеаризации молярной доли. Расчет параметров фракций-компонентов модели пластовой смеси. Корреляционные зависимости для определения критических температуры и давления. Корреляции для определения ацентрического фактора. Эффективный метод расчета критического давления и ацентрического фактора фракций группы .
4. Контрольные вопросы к экзамену.

1. Основные понятия и определения термодинамики многокомпонентных (углеводородных) систем: определения термодинамической системы, независимых термодинамических параметров, функции состояния, характеристических функций, экстенсивных, интенсивных, внешних и внутренних параметров.

2. Основные понятия и определения термодинамики многокомпонентных (углеводородных) систем: определения механических, тепловых и массообменных взаимодействий, открытой и закрытой систем, гомогенной и гетерогенной термодинамической системы, фазы и компонента термодинамической системы.

3. Уравнения состояния систем природных углеводородов: Многокоэффициентные уравнения состояния.

4. Уравнения состояния систем природных углеводородов: вириальная форма уравнения состояния.

5. Уравнения состояния систем природных углеводородов: уравнение Бенедикта-Вебба-Рубина.

6. Уравнения состояния систем природных углеводородов: уравнение Старлинга-Ханна.

7. Кубические уравнения состояния: уравнение Ван-дер-Ваальса.

8. Кубические уравнения состояния: уравнение Редлиха-Квонга и модификации Алани-Кеннеди-Багиа и Вильсона.

9. Кубические уравнения состояния: уравнение Редлиха-Квонга и и модификации Чу-Праусница и Иоффе-Зудкевича.

10. Кубические уравнения состояния: уравнение Редлиха-Квонга и и модификации Симоне-Бихара и Барсука-Беньяминовича.

11. Кубические уравнения состояния: обощенный вид кубического уравнения состояния.

12. Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем: коэффициенты распределения компонентов двухфазной системы.

13. Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем: уравнения фазовых концентраций двухфазных систем.

14. Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем: стабильность фазового состояния.

15. Методы и алгоритмы расчета парожидкостного равновесия многокомпонентных систем: понятие и критерий стабильности фазы.

16. Фазовые диаграммы пар жидкость: фазовая диаграмма “давление – температура” чистого вещества.

17. Фазовые диаграммы пар жидкость: фазовая диаграмма “давление – удельный объем” чистого вещества.

18. Фазовые диаграммы пар жидкость: диаграмма давление удельный объем бинарных систем.

19. Фазовые диаграммы пар жидкость: диаграмма “давление состав” двойных систем.

20. Классификация залежей по фазовому состоянию и свойствам пластовых флюидов.

21. Моделирование пластовых углеводородных смесей: моделирование газоконденсатных систем.

22. Моделирование пластовых углеводородных смесей: моделирование нефтяных систем на основе данных исследования глубинной пробы.

23. Метод разбиения на фракции группы : метод Куртиса-Витсона.

24. Метод разбиения на фракции группы : метод линеаризации молярной доли.

6. Темы рефератов для самостоятельной работы

(29 ч. самостоятельной работы)

1. Основные понятия и определения термодинамики многокомпонентных (углеводородных) систем: химический потенциал. Уравнение Гиббса-Дюгема.

2. Основные понятия и определения термодинамики многокомпонентных (углеводородных) систем: правило фаз Гиббса. Летучесть и коэффициент летучести.

3. Кубические уравнения состояния: уравнение Соаве-Редлиха-Квонга.

4. Кубические уравнения состояния: уравнение Пенга-Робинсона.

5. Кубические уравнения состояния: модификация уравнения Пенга-Робинсона с шифт-параметром.

6. Фазовые диаграммы пар жидкость: фазовые диаграммы “давление - температура” бинарных смесей.

7. Фазовые диаграммы пар жидкость: ретроградные явления.

8. Фазовые диаграммы пар жидкость: фазовые диаграммы трехкомпонентных систем.

9. Расчет параметров фракций-компонентов модели пластовой смеси.

10. Корреляционные зависимости для определения критических температуры, давления и ацентрического фактора.



11. Эффективный метод расчета критического давления и ацентрического фактора фракций группы .

7. Литература.


Основная литература:

  1. Геология и геохимия нефти и газа [Электронный ресурс] : учебник / О. К. Баженова, Ю. К. Бурлин, Б. А. Соколов, В. Е. Хаин. - М.: Издательство Московского университета, 2012. - 430 с. - 978-5-211-05326-7. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=136819 (дата обращения 29.01.2014)

  2. Папуша, А. Н. Механика сплошных сред [Электронный ресурс] : учебник / А. Н. Папуша. - Москва — Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2011. - 688 с. - 978-5-4344-0023-7. Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=114734 (дата обращения 29.01.2014)

Дополнительная литература:

  1. Гольдаде, В. А. Физика конденсированного состояния [Электронный ресурс] / В. А. Гольдаде, Л. С. Пинчук. - Минск: Белорусская наука, 2009. - 648 с. - . Режим доступа: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=93309 (дата обращения 29.01.2014)

    Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:



  1. Электронная библиотека Попечительского совета механико-математического факультета Московского государственного университета http://lib.mexmat.ru

  2. eLIBRARY – Научная электронная библиотека (Москва) http://elibrary.ru/

  3. Электронная Университетская библиотека: http://biblioclub.ru/


База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница