Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

УТВЕРЖДАЮ

Декан________________А.В. Алиев

«___»________________2017г.

ПРОГРАММА

Государственного экзамена

По направлению 15.03.02 «Технологические машины и оборудование»

(для заочной формы обучения)

На 2016-2017 учебный год.

Гидравлика

1. Гидростатика. Основные физические свойства жидкостей.

2. Силы, действующие на жидкости. Давление. Основные свойства гидростатического давления. Приборы для измерения давления.

3. Основное уравнение гидростатики. Закон Паскаля. Поверхности уровня. Простейшие гидравлические машины.

4. Гидродинамика. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Физический и геометрический смысл слагаемых уравнения Бернулли. Диаграмма уравнения Бернулли.

5. Уравнение Бернулли для реальной жидкости. Понятие гидравлического и пьезометрического уклона. Потери напора. Гидравлические сопротивления (основные сведения).

6. Основы теории гидродинамического подобия. Геометрическое, кинематическое и динамическое подобие явлений. Основные критерии подобия.

7. Основное уравнение равномерного потока жидкости. Профиль скорости при равномерном ламинарном движении жидкости в круглой трубе.

8. Основное уравнение равномерного потока жидкости. Равномерное ламинарное движение жидкости в круглой трубе. Расчет линейных потерь на трение.

9. Ламинарное и турбулентное движение жидкости. Опыт Рейнольдса.

10. Турбулентное стабилизированное течение в круглой трубе. Гидравлические сопротивления в турбулентном потоке. Опыты Никурадзе с песочной шероховатостью.

11. Движение жидкости в трубопроводах. Основные уравнения для расчета трубопроводов. Методика применения уравнения Бернулли для расчета трубопроводов.

12. Гидравлический расчет сложного трубопровода. Обобщенные параметры трубопроводов. Характеристика сети.

13. Гидравлический удар в трубах. Явление кавитации.

14. Понятие о неньютоновских жидкостях, свойства и классификация. Вязко-пластичные жидкости. Напряжение сдвига. Закон внутреннего трения.

15. Движение вязко-пластичных жидкостей по трубам. Режимы движения: структурный, турбулентный. Изменение скоростей. Обобщенное число Рейнольдса. Определение напора и расхода. Расчетные формулы.

Теплотехника

 

1. Газовые смеси, способы задания, определение газовой постоянной и молярной массы смеси. Реальный газ. Уравнения состояния реального газа. Теплоёмкость рабочего тела.
2. Энергетические характеристики термодинамических систем: теплота, работа, внутренняя энергия, энтальпия. Понятие функции процесса и функции состояния. Эквивалентность теплоты и работы. Уравнение первого закона термодинамики.
3. Равновесные термодинамические процессы и их обратимость. Графическое изображение процессов. Политропные процессы, их исследование и графическое изображение в рабочей диаграмме.
4. Сущность второго закона термодинамики. Циклы прямые и обратные. Термический к.п.д, холодильный коэффициент. Цикл Карно. Энтропия - параметр состояния, ее физический смысл, изменение в процессах. Тепловая диаграмма.
5. Основные уравнения термодинамики газового потока. Адиабатное истечение, критическая скорость и максимальный расход идеального газа. Сопло Лаваля.
6. Типы компрессоров. Рабочий процесс идеального поршневого компрессора Многоступенчатое сжатие.
7. Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных установок. Основные допущения и принципы расчёта; изображение циклов в рабочей и тепловой диаграммах. Анализ и сравнение различных групп циклов по основным параметрам.
8. Уравнение Клапейрона.
9. Механизмы передачи тепла: теплопроводность, конвекция, излучение. Их сравнительный анализ. Тепловой поток, плотность теплового потока. Температурное поле, температурный градиент.
10. Основной закон теплопроводности (Фурье). Коэффициент теплопроводности. Дифференциальное уравнение теплопроводности. Тепловые граничные условия. Теплопроводность при стационарном режиме и граничных условиях первого и третьего рода.
11. Уравнение Ньютона-Рихмана. Коэффициент теплоотдачи. Свободная и вынужденная конвекция. Ламинарный и турбулентный режим течения.
12. Основные критериальные числа (Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля, Грасгофа, Пекле). Определяющие параметры. Критериальные уравнения теплоотдачи при свободном и вынужденном движении текучей среды.
13. Физическая сущность лучистого теплообмена, виды потоков излучения и радиационные характеристики тел. Основные законы теплового излучения (Вина, Стефана-Больцмана). Эффективное излучение. Приведённый коэффициент излучения системы тел. Лучистый теплообмен между телами, разделенными прозрачной средой.

 

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов

I. Основной курс:

1. Процедурная модель проектирования. Виды и стадии разработки оборудования.

2. Прогнозирование надежности при проектировании. Основные понятия. Термины и определения. Классификация показателей надежности.

3. Показатели безотказности. Методика определения показателей безотказности.

1. Показатели безотказности. ВБР (вероятность безотказной работы). СНО (средняя наработка до отказа).
2. Показатели безотказности. Интенсивность отказов. ППО (параметр потока отказов).
3. Законы распределения. Экспоненциальный. Вейбулла. Нормальный закон распределения.

7. Надежность сложных технических систем (СТС). Основные понятия. Расчет надежности. СТС с последовательным и параллельным соединением элементов. Схемы резервирования.

8. Методы повышения надежности технических устройств. На стадии расчетно-конструкторских работ. Примеры.

9. Технологические и эксплуатационные методы повышения надежности технических устройств. Примеры.

10. Методы разработки новых машин. Основные факторы для разработки. Формы морального и физического износа.

11. Методы разработки новых машин. Характеристика методов разработки новых машин.

1. Обеспечение качества и конкурентоспособности изделий. Оценка уровня качества изделий.
2. Критерии оптимизации параметров машин, их выбор и обоснование.
3. Методы снижения металлоемкости: изменением принципиальных и кинематических схем, рациональных сечений.
4. Методы создания производных машин на базе их унификации и стандартизации.

 

II. По материалам лабораторных работ:

1. Назначение автоматического бурового ключа. Из каких основных узлов состоит ключ АКБ? Расскажите, как происходит сборка и разборка ключа АКБ.
2. Сборка вышек подвесной стрелой, достоинства и недостатки этого метода сборки.
3. Метод сборки «шагающими» стрелами. Достоинства и недостатки.
4. Принципиальное устройство вышечного подъемника. Схема. Последовательность сборки вышек вышечными подъемниками. Последовательность разборки вышек подъемниками.
5. Назначение насосно-компрессорных труб. Нарисовать и объяснить конструктивные особенности гладких, гладких высокогерметичных насосно- компрессорных труб и муфт.
6. Общее назначение превенторов. Назначение плашечных превенторов. Для чего предназначен универсальный превентор?
7. Для чего предназначен вращающийся превентор? Из каких частей состоит вращающийся превентор? Работа вращающегося превентора.
8. Каким образом разделяются шарошечные долота по виду вооружения, расположению промывочных и продувочных каналов, конструкции опоры? Рассказать общее устройство шарошечного долота. Преимущества и недостатки центральной и боковой схем промывки долот.

 

Тепловые двигатели

1. Принцип работы четырехтактного бензинового двигателя

2. Принцип работы четырехтактного дизельного двигателя

3. Принцип работы двухтактного двигателя

4. Неподвижные детали двигателя (картер, головки блока, цилиндры, гильзы)

5. Детали кривошипно-шатунного механизма (Коленчатый вал, поршневая группа, шатунная группа)

6. Поршневая группа (поршень, поршневые кольца, поршневой палец)

7. Шатунная группа (шатун, подшипника шатунной группы, шатунные болты)

8. Детали четырехтактного газораспределительного механизма (Распределительный вал, клапана, прочие детали ГРМ)

9. Система охлаждения

10. Система смазки

11. Система питания бензинового двигателя

12. Система питания дизельного двигателя

13. Система питания газобаллонного двигателя

14. Система впуска-выпуска

15. Система зажигания

16. Принцип работы АЭС

17. Принцип работы ТЭЦ

18. Принцип работы ГЭС

19. Принцип работы электродвигателя

20. Принцип работы холодильных установок

 

Заведующий кафедрой ТДУ А.Н. Терентьев