Рабочая программа учебной дисциплины опд. Р. 01 Гидромашины и компрессоры для специальности 130501 Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Вид материала

Содержание

Подобный материал:

1 2 3

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

«Утверждаю»

Декан авиационного

факультета

______________В.Г.Стогней

«_____»___________2009 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОПД.Р.01 Гидромашины и компрессоры

для специальности 130501 – Проектирование, сооружение и эксплуатация

газонефтепроводов и газонефтехранилищ

авиационного факультета

Форма обучения – очная

Срок обучения - нормативный

Воронеж 2009

Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом направления 130500 «Нефтегазовое дело» специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ» на основании:

- примерной программы дисциплины СД.03 «Гидромашины и компрессоры», составленной д.т.н., профессором РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина В.Н. Ивановским, к.т.н., доцентом РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина С.В. Касьяновым, одобренной 14 июня 2001 года на заседании (протокол № 25) президиума Совета Учебно-методического объединения вузов Российской Федерации по нефтегазовому образованию (УМО НГО), утвержденной в 2001 году руководителем департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования Л.С. Гребневым и рекомендованной Минобразованием России для направления подготовки дипломированного специалиста 657300 (Оборудование и агрегаты нефтегазового производства, специальность 170200 Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов);

- рабочей программы дисциплины «Гидравлические машины» по специальности 170200 Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов, составленной А.А. Двининым доцентом Тюменского государственного нефтегазового университета и обсужденной на заседании кафедры МОН и ГП (Протокол №5 от 30 августа 2004г.).

Составитель программы: ___________________ к.т.н., доцент Григорьев С.В.

Программа обсуждена на заседании кафедры НГОиТ

Протокол № ___ от «___»________2009 года

Рабочая программа рассмотрена и одобрена методической комиссией авиационного факультета.

Председатель методической комиссии __________________ / Кретинин А.В. /

СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Выписка из государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования требований к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

ГИДРОМАШИНЫ И КОМПРЕССОРЫ:

Насосы, их технические показатели и характеристика; различные насосы: динамические, центробежные, лопастные, возвратно-поступательные, роторные, струйные; области применения различных насосов; гидропривод; гидродвигатели; детандеры; компрессоры, их технические показатели и характеристика; различные компрессоры: центробежные и осевые турбокомпрессоры, поршневые, роторные компрессоры; эжекторы, область применения.

1. Цель и задачи дисциплины

Курс базируется на ранее изученных студентами дисциплинах: математике, физике, гидравлике, термодинамике, теории машин и механизмов, детали машин, основы нефтегазового дела, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ.

Его цель – формирование знания теории действия наиболее распространенных типов гидромашин и компрессоров, используемых при добыче, подготовке, транспортировке и хранении нефти и газа, а также теории действия машин по вопросам, связанным с их применением, номенклатурой, основными параметрами, конструктивными особенностями и методами испытаний.

При изучении дисциплины стоят задачи:

- знакомство с принципом действия и устройством наиболее распространённых видов гидравлических машин и компрессоров, используемых при добыче, подготовке, транспортировке и хранении нефти и газа;

- получение навыков работы с характеристиками насосов, гидродвигателей, гидропередач, компрессоров;

- изучение основ теории действия гидравлических машин и компрессоров по вопросам, связанным с их применением;

- приобретение навыков правильного выбора машин и привязки их к комплексу оборудования по основным показателям;

- изучение методик расчётов, связанных с приспособлением машин к технологическим условиям и регулированием;

- получение знаний по основным правилам эксплуатации, охране труда и внешней среды;

- изучить виды, цель и порядок испытаний основных видов машин.

При изучении данной дисциплины студенты должны быть ознакомлены с курсами: основы нефтегазового дела, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ, гидравлика, теплотехника.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате обучения по настоящей программе студент должен:

1. знать:

- принципы действия и устройство наиболее распространенных видов гидромашин и компрессоров;

- теорию их действия;

- основы выбора гидромашин и их оборудования по основным показателям;

- основы правил эксплуатации, охраны труда и внешней среды.

2. уметь:

- пользоваться характеристиками гидромашин;

- выбрать тип и марку гидромашин и основных их элементов при проектировании оборудования;

- проводить расчеты, связанные с применением (приспособлением) гидромашин к технологическим условиям.

- выполнять расчеты по определению режимов работы гиромашин в трубопроводных системах.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

Форма обучения – дневная

Срок обучения – 5 лет

Курс – 3

Вид занятий	Всего часов 6 семестр
Вид занятий	Всего часов 6 семестр
Общая трудоемкость	200
Аудиторные занятия	102
Лекции	51
Практические занятия	34
Лабораторные занятия	17
Семинары	-
Другие виды аудиторных занятий	-
Самостоятельная работа	98
Курсовая работа	12
Реферат	-
Работа над темами для самостоятельного изучения	44
Подготовка к практическим, семинарским и лабораторным занятиям	32
Выполнение домашних заданий	-
Подготовка к контрольным мероприятиям	10
Другие виды самостоятельной работы	-
Рубежи контроля знаний	Экзамен

4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий (тематический план)

№ п/п	Разделы дисциплины	Лекции (час)	Практич. занятия (час)	Семинарские занятия (час)	Лабор. занятия (час)	Другие виды ауд. занятий
1	Основные общие сведения	6	4
2	Объемные гидравлические машины	4	4		6
3	Гидропривод	8	2
4	Гидродинамические передачи.	4	2
5	Гидроаппараты и вспомогательные устройства ГП	2	2
6	Динамические насосы	6	4		6
7	Возвратно-поступательные насосы	4	2
8	Роторные насосы	2	2
9	Компрессорные машины	15	12		5
	ИТОГО	51	34		17

4.2. Содержание разделов дисциплины

РАЗДЕЛ 1. Основные общие сведения (6 часов)

Лекция 1 (2 часа). Гидравлика: - основные сведения, определения и ее применение в теории и практике гидромашин. Рабочая жидкость, предъявляемые к ней требования.

Самостоятельное изучение. Гидравлические линии.

Лекция 2 (2 часа). Роль гидравлических и компрессорных машин в современной технике. Применение гидравлических и компрессорных машин при добыче, подготовке, транспортировке и хранении нефти и газа.

Самостоятельное изучение. Примеры применения гидромашин.

Лекция 3 (2 часа). Машины – орудия, машины – двигатели. Общая классификация гидромашин. Баланс работ в гидромашине. Работа изменения давления – главная часть этого баланса.

Самостоятельное изучение. Примеры применения компрессорных машин.

РАЗДЕЛ 2. Объемные гидравлические машины (4 часа)

Лекция 4 (2 часа). Объемные насосы (ОН). Основные технические показатели и характеристики ОН, их расчет.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ОН.

Лекция 5 (2 часа). Объемные гидродвигатели (ОГД). Основные технические показатели и характеристики ОГД, их расчет.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГСТы на ОГД.

РАЗДЕЛ 3. Гидропривод (8 часов)

Лекция 6 (2 часа). Определение понятия «гидропривод». Объемный гидропривод (ОГП). Гидросхемы ОГП с разомкнутой и замкнутой схемами циркуляции. Составные части ОГП. Пример схемы ОГП. Достоинства и недостатки ОГП в сравнении с другими видами привода. Области применения ОГП. Способы регулирования скорости в насосном гидроприводе. Дроссельное регулирование с последовательным и параллельным включением дросселя. Нагрузочно-скоростные характеристики привода при различном включении дросселя. Выбор оборудования ОГП.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ОГП.

Лекция 7 (2 часа). Объемный пневмопривод (ОПП). Определение понятия ОПП. Функциональные схемы ОПП. Его составные элементы. Пример схемы ОПП. Особенности ОПП по сравнению с ОГП. Достоинства и недостатки ОГП. Области применения. Объемные пневмодвигатели. Основные технические показатели.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ОПП.

Лекция 8 (2 часа). Пневмогидроаккумуляторы (ПГА), как источники питания гидроприводов, их конструкции. Определение объема газа в пневмогидроаккумуляторе и давления его заполнения.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ПГА.

Лекция 9 (2 часа). Эксплуатация гидро- и пневмопривода (ПГП). Общие положения. Особенности эксплуатации гидропривода. Особенности эксплуатации пневмопривода. Техника безопасности и экология.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ПГП.

РАЗДЕЛ 4. Гидродинамические передачи (4 часа)

Лекция 10 (2 часа). Гидродинамические передачи (ГДП): назначение, принцип действия, преимущества и недостатки, область применения. Устройство гидромуфт (ГМ), гидротрансформаторов (ГТ) и универсальных гидропередач (УГП).

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ГМ, ГТ, УГП.

Лекция 11 (2 часа). Характеристика гидродинамических передач (ГДП). Внешняя, универсальная, безразмерная. Построение совместной характеристики двигателя с передачей. Характеристика гидромеханической передачи.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ГДП.

РАЗДЕЛ 5. Гидроаппараты и вспомогательные устройства ГДП (2 часа)

Лекция 12 (2 часа). Классификация, устройство и условные обозначения в гидросхемах направляющих и регулирующих аппаратов. Вспомогательные устройства ОГП: кондиционеры, гидроемкости, гидролинии. Способы соединения элементов гидропривода.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на гидроаппараты и вспомогательные устройства ОГП.

РАЗДЕЛ 6. Динамические насосы (6 часов)

Лекция 13 (2 часа). Классификация динамических насосов (ДН). Устройство и принцип действия ДН: центробежного, осевого и вихревого. Типичные конструкции насосов. Устройство рабочих колес и отводов. Уплотнение. Средства уравновешивания осевых и радиальных усилий.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на центробежные насосы.

Лекция 14 (2 часа). Характеристика центробежного лопастного насоса (ЦЛН). Зависимость удельной работы лопастей и напора насоса от подачи. Комплексная и относительная характеристики. Оптимальный режим и рабочая часть характеристики. Влияние плотности и вязкости жидкости на характеристику насоса.

Самостоятельное изучение. Пересчет характеристики ЦЛН с воды на вязкую жидкость.

Лекция 15 (2 часа). Работа центробежных лопастных насосов на трубопроводную сеть. Установившийся режим работы насосов на трубопровод. Регулирование режима работы. Расчет регулируемого параметра (частоты вращения, диаметра рабочего колеса при обточке, числа ступеней).

Самостоятельное изучение. Совместная работа ЦЛН.

РАЗДЕЛ 7. Возвратно-поступательные насосы (4 часа)

Лекция 16 (2 часа). Устройство и принцип действия возвратно-поступательных насосов (ВПН), классификация, конструкция основных органов. Сведения о разновидностях поршневых и плунжерных насосов, применяемых при бурении, нефтедобыче и транспортировке нефти, их параметры по ГОСТ. Основные технические показатели гидроцилиндров.

Подача возвратно-поступательного насоса. Средняя идеальная подача. Коэффициент подачи и влияющие на него факторы. Регулирование подачи. Характеристика насоса со ступенчатым регулированием подачи. Параллельная работа насосов.

Самостоятельное изучение. Неравномерность всасывания и подачи у насосов с кривошипно-шатунным механизмом.

Лекция 17 (2 часа). Параметры и характеристики ВПН: работа, мощность и к.п.д. Индикаторная диаграмма как средство диагностики и исследования насоса. Среднее индикаторное давление и индикаторная мощность. Баланс мощности, потери в насосе и к.п.д.

Расчет процесса всасывания возвратно-поступательного насоса. Условие нормального всасывания.

Самостоятельное изучение. Предельная высота всасывания и допускаемое число ходов. Меры улучшения всасывания.

РАЗДЕЛ 8. Роторные насосы (2 часа)

Лекция 18 (2 часа). Классификация и область применения роторных насосов (РН). Устройство, принцип действия и подача шестеренных, винтовых, шиберных и роторно-поршневых насосов. Параметры и характеристики РН.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на роторные насосы.

РАЗДЕЛ 9. Компрессорные машины (15 часов)

Лекция 19 (2 часа). Классификация компрессорных машин (КМ). Термины и определения по действующим стандартам. Турбокомпрессоры и вентиляторы. Поршневые и роторные компрессоры. Сведения о разновидностях компрессоров, применяемых при добыче, подготовке и транспортировке газа.

Самостоятельное изучение. Области применения и виды КМ.

Лекция 20 (2 часа). Основные технические показатели и области применения КМ. Производительность всасывания и коммерческая производительность; отношение давлений; удельная работа; внутренняя мощность. Коэффициенты мощности (адиабатический, изотермический, политропический). Мощность компрессора.

Самостоятельное изучение. Конструктивное исполнение, ГОСТы на КМ.

Лекция 21 (2 часа). Турбокомпрессоры (ТК). Характеристики турбокомпрессоров. Основы теории турбокомпрессоров. Уравнение теплового баланса. Политропический к.п.д. Газодинамические характеристики турбокомпрессоров. Явление помпажа. Граница пульсаций. Противопомпажная защита. Безразмерные и приведенные характеристики турбокомпрессоров.

Классификация. Типы и характерные схемы. Конструктивные элементы и системы.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ТК.

Лекция 22 (2 часа). Центробежные нагнетатели (ЦН) природного газа, особенности их конструкции. Устройство центробежного компрессора. Рабочие колеса и отводы. Уплотнения и опоры.

Осевой компрессор, схема, устройства, основные узлы. Вентиляторы.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ЦН, вентиляторы.

Лекция 23 (2 часа). Одноступенчатые поршневые компрессоры (ОПК). Производительность и мощность одноступенчатого поршневого компрессора. Рабочий процесс в цилиндре компрессора. Коэффициент производительности. Опытные формулы и графики для расчета производительности.

Методы регулирования производительности. Индикаторная мощность поршневого компрессора, методы ее расчета. Работа одноступенчатого компрессора в условиях, отличающихся от номинальных.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на ОПК.

Лекция 24 (2 часа). Многоступенчатые поршневые компрессоры (МПК). Ступенчатое сжатие в поршневом компрессоре. Назначение и схема ступенчатого сжатия. Номинальное распределение давлений между ступенями. Мощность многоступенчатого компрессора. Перераспределение промежуточных давлений при изменении начального или конечного давления.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на МПК.

Лекция 25 (2 часа). Роторные компрессоры (РК). Классификация. Устройство и принцип действия одновальных (пластинчатых и водокольцевых) и двухвальных (винтовых) компрессоров. Рабочий процесс, производительность и мощность.

Самостоятельное изучение. Виды и конструктивное исполнение, ГОСТы на РК.

Лекция 26 (1 час). Основные правила эксплуатации компрессоров. Техника безопасности и меры по охране труда и внешней среды.

Самостоятельное изучение. ГОСТы и нормативные документы.

5. Лабораторный практикум

№	Раздел дисциплины	Наименование лабораторных работ
1.	2. Объемные гидравлические машины. 6. Динамические насосы.	Устройство и работа исполнительных механизмов (элементов и узлов) системы регулирования газотурбинной установки ГТК-10-4.
2.	2. Объемные гидравлические машины. 6. Динамические насосы.	Устройство и работа исполнительных механизмов (элементов и узлов) системы маслоснабжения газотурбинной установки ГТК -10 -4.
3.	2. Объемные гидравлические машины. 6. Динамические насосы.	Устройство и работа исполнительных механизмов (элементов и узлов) системы регулирования уплотнения нагнетателя Н-370-18 газотурбинной установки ГТК-10-4.
4	2. Объемные гидравлические машины. 9. Компрессоры	Устройство и работа исполнительных механизмов (элементов и узлов) системы помпажной защиты газотурбинной установки ГТК-10-4.

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

а) основная литература:

1. Шейпак А.А.    Гидравлика и гидропневмопривод : учеб. пособие. Ч.1 : Основы механики жидкости и газа / А. А. Шейпак. - 4-е изд., стереотип. - М. : МГИУ, 2005. - 192 с. - ISBN 5-276-00633-4 : 134-20.

2. Шейпак А.А.    Гидравлика и гидропневмопривод : Учебник. Ч.2 : Основы механики жидкости и газа / А. А. Шейпак. - 5-е изд., перераб. и доп. - М. : МГИУ, 2006. - 266 с. - ISBN 5-276-00906-6 : 93-20.

3. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод : учеб. пособие / под ред. С. П. Стесина. - М. : Академия, 2005. - 336 с. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 5-7695-2003-5 : 232-80.

4. Касьянов В.М, Гидромашины и компрессоры: Учебник для вузов.- 2-е изд.перераб. и дополн.- М.: Недра, 1981.- 295 с.

б) дополнительная литература:

1. Лепешкин А.В.    Гидравлика и гидропневмопривод : Учебник. Ч.2 : Гидравлические машины и гидропневмопривод / А. В. Лепешкин, А. А. Михайлин, А. А. Шейпак ; под ред. А. А. Шейпака. - 3 -е изд.стереот. - М. : МГИУ, 2005. - 352 с. - ISBN 5-276-00523-0 : 152-50.

в) методическая литература:

1. Григорьев С.В.    Гидравлические машины и компрессоры : Лабораторный практикум: Учеб. пособие / С. В. Григорьев, С. Г. Валюхов. - Воронеж : ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2007. - 99 с. - 33-00.

2. 263-2007 Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплине "Гидравлические машины и компрессоры" по теме "Расчет характеристик центробежного насоса. Особенности конструкции и эксплуатации насосов типа "Д" для студентов специальности 130501 "Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ" очной и заочной форм обучения. каф. нефтегазового оборудования и транспортировки; сост.: С. Г. Валюхов, С. В. Григорьев. - Воронеж : ГОУВПО "Воронежский государственный технический университет", 2007. - 29 с. - 00-00.

6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины

Демонстрационные материалы на слайдах и пленках, видеофильмы; натурные образцы и макеты; конструкторская, технологическая, нормативно-техническая документация, плакаты, таблицы, расчетные компьютерные программы.

Демонстрационные материалы на компьютерах.

Электронные пособия и учебники по разделам курса.

С методами практического применения знаний по изучаемой дисциплине рекомендуется ознакомиться во время производственной практики.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Гидравлические стенды ФГУП «Турбонасос» и ФГУП «ВМЗ»; музеи ФГУП «Турбонасос» и ФГУП «ВМЗ»; конструкторская, технологическая, нормативно-техническая документация на нефтегазовое оборудование разработанное и изготавливаемое «Турбонасос» и ФГУП «ВМЗ»; компьютерный класс.

Blog

Содержание

ОПД.Р.01 Гидромашины и компрессоры

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины