สมการสมดุลของวัสดุ ที่มาของสมการสมดุลของวัสดุสำหรับถังเก็บก๊าซในโหมดก๊าซ
ความสมดุลทางวัตถุของการสะสมตัวของแก๊สสะท้อนถึงกฎการอนุรักษ์มวลที่ใช้กับการสะสมตัวของแก๊ส (แก๊สคอนเดนเสท แก๊สไฮเดรต) เมื่อพัฒนาเขตข้อมูลในระบอบก๊าซ สมดุลวัสดุของแหล่งก๊าซจะถูกเขียนดังนี้:
Мн = М(t) + Мadd(t) โดยที่
Mn - มวลเริ่มต้นของก๊าซในอ่างเก็บน้ำ
M(t) - มวลของก๊าซที่เหลืออยู่ในอ่างเก็บน้ำตามเวลา t;
Mdob คือมวลของก๊าซที่ดึงออกมาจากแหล่งสะสมตามเวลา t
สมการ ความสมดุลของวัสดุอ่างเก็บน้ำก๊าซเป็นพื้นฐานของวิธีการกำหนดปริมาณสำรองก๊าซเริ่มต้นโดยแรงดันตกในอ่างเก็บน้ำ (ใช้ข้อมูลการพัฒนาภาคสนามจริงในช่วงระยะเวลาหนึ่ง) และยังใช้เพื่อกำหนดตัวบ่งชี้การพัฒนาอ่างเก็บน้ำก๊าซในโหมดก๊าซ . ในกรณีของระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำ เมื่อรวบรวมสมดุลวัสดุของแหล่งก๊าซ จะต้องคำนึงถึง Bridge(t) - มวลของก๊าซที่เหลืออยู่ในเขตน้ำท่วมของการก่อตัวตามเวลา t นั่นคือ
Mn \u003d M (t) + สะพาน (t) + Mdob (t)
สมการนี้ใช้เมื่อทำการคำนวณเชิงคาดการณ์ และยังใช้เพื่อปรับแต่งคุณสมบัติของอ่างเก็บน้ำของแอ่งน้ำ ในบางกรณีในสมการ
ความสมดุลของวัสดุของแหล่งก๊าซจะคำนึงถึงการเสียรูปของแหล่งกักเก็บที่มีประสิทธิผล (การเปลี่ยนแปลงของค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน และเป็นผลให้ค่าสัมประสิทธิ์ความอิ่มตัวของก๊าซ) พร้อมกับการลดลงของความดันในอ่างเก็บน้ำ ในกรณีของการสะสมตัวของแก๊สคอนเดนเสทและแก๊สไฮเดรต การเปลี่ยนแปลงของปริมาตรที่อิ่มตัวด้วยแก๊สของการก่อตัวจะถูกนำมาพิจารณาด้วย (ในการสะสมของแก๊สคอนเดนเสท เมื่อความดันของอ่างเก็บน้ำลดลง คอนเดนเสทจะหลุดออกจากแก๊ส ทำให้เกิดการลดลงของ ปริมาตรในแก๊สไฮเดรตสะสม ความดันที่ลดลงทำให้เกิดการสลายตัวของไฮเดรต และเป็นผลให้ปริมาตรอิ่มตัวของแก๊สเพิ่มขึ้น) สำหรับการฝากก๊าซไฮเดรต สมดุลวัสดุของก๊าซที่ฝากไว้จะถูกบันทึกโดยคำนึงถึงสมดุลความร้อน (เนื่องจากการลดลงของอุณหภูมิที่มาพร้อมกับกระบวนการสลายตัวของไฮเดรต) สมดุลความร้อนยังรวมถึงความร้อนที่ไหลเข้าจากการถ่ายเทผ่านหลังคา และด้านล่างของรูปแบบ
สมการที่หลากหลายของความสมดุลของวัสดุของแหล่งก๊าซทำให้สามารถคำนวณก๊าซและอุทกพลศาสตร์โดยคำนึงถึงปัจจัยทางธรณีวิทยาและฟิลด์ที่เกี่ยวข้อง (ตัวอย่างเช่นโดยคำนึงถึงการไหลของก๊าซการคำนวณจะดำเนินการเกี่ยวกับฟิลด์หลายชั้น ).
คำถาม #6 ลักษณะเฉพาะการสำแดงและการจัดตั้งระบอบการพัฒนาแหล่งก๊าซ
ระบอบการปกครองของอ่างเก็บน้ำก๊าซหรือการทำงานของอ่างเก็บน้ำเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นการรวมตัวกันของรูปแบบพลังงานของอ่างเก็บน้ำที่โดดเด่นซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของก๊าซในอ่างเก็บน้ำและทำให้การไหลของก๊าซเข้าสู่หลุมในระหว่างการพัฒนาอ่างเก็บน้ำ ในแหล่งก๊าซ ระบบแรงดันของก๊าซและน้ำจะแสดงออกมาเป็นหลัก
ระบอบการปกครองมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการพัฒนาของเงินฝากและรวมถึงปัจจัยอื่น ๆ กำหนดเงื่อนไขการทำงานหลักซึ่งรวมถึงอัตราแรงดันตกและอัตราการไหลของก๊าซ การรดน้ำบ่อ ฯลฯ
โหมดการทำงานของสิ่งสะสมขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางธรณีวิทยาของสิ่งสะสม สภาพอุทกธรณีวิทยา ขนาด และความยาวของระบบน้ำ ( คุณสมบัติทางกายภาพและความแตกต่างของแหล่งกักเก็บก๊าซ อัตราการถอนก๊าซออกจากเงินฝาก วิธีการที่ใช้ในการรักษาความดันของอ่างเก็บน้ำ (สำหรับแหล่งก๊าซคอนเดนเสท)
ระบอบการปกครองของก๊าซ (ระบอบการปกครองของก๊าซขยาย) ในระบอบการปกครองของก๊าซความอิ่มตัวของก๊าซในตัวกลางที่มีรูพรุนจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างกระบวนการพัฒนาแหล่งพลังงานหลักที่ส่งเสริมการเคลื่อนที่ของก๊าซในระบบท่อส่งก๊าซของอ่างเก็บน้ำคือความดันที่สร้างขึ้น โดยก๊าซที่ขยายตัว ในแหล่งก๊าซที่อยู่ลึกลงไป ความยืดหยุ่นของอ่างเก็บน้ำที่รองรับก๊าซอาจมีผลเล็กน้อย โหมดนี้จะปรากฏในกรณีที่ไม่มีการก่อตัวของน้ำหรือหากไม่ได้เคลื่อนเข้าสู่อ่างเก็บน้ำก๊าซเมื่อความดันลดลงในระหว่างกระบวนการพัฒนา
โหมดน้ำ แหล่งพลังงานหลักของอ่างเก็บน้ำในโหมดการทำงานของแหล่งก๊าซนี้คือส่วนหัวของน้ำชายขอบ (ด้านล่าง) ระบบแรงดันน้ำแบ่งออกเป็นแบบยืดหยุ่นและแบบแข็ง
ระบบยืดหยุ่นนั้นสัมพันธ์กับแรงยืดหยุ่นของน้ำและหิน ระบอบการปกครองที่เข้มงวดของอ่างเก็บน้ำก๊าซนั้นสัมพันธ์กับการมีอยู่ของน้ำในอ่างเก็บน้ำที่ใช้งานอยู่และมีลักษณะเฉพาะคือในระหว่างการใช้งานน้ำด้านล่างหรือน้ำชายขอบจะเข้าสู่อ่างเก็บน้ำก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากปริมาณของอ่างเก็บน้ำที่ครอบครองโดยก๊าซ ลดลง แต่แรงดันของอ่างเก็บน้ำจะกลับคืนมาอย่างสมบูรณ์
ในทางปฏิบัติ ตามกฎแล้ว คราบสะสมได้รับการพัฒนาในโหมดแรงดันน้ำแบบแก๊ส (แรงดันน้ำแบบยืดหยุ่น) ในกรณีนี้ ก๊าซในอ่างเก็บน้ำจะเคลื่อนที่เนื่องจากการขยายตัวและการกระทำของแรงดันน้ำ ยิ่งไปกว่านั้นปริมาณน้ำที่นำมาใช้เนื่องจากการขยายตัวของก๊าซนั้นน้อยกว่าปริมาณที่จำเป็นสำหรับการฟื้นฟูแรงดันให้สมบูรณ์ เงื่อนไขหลักสำหรับการเคลื่อนที่ของน้ำเข้าสู่แหล่งสะสมคือการเชื่อมต่อส่วนก๊าซกับน้ำแข็ง การเคลื่อนที่ของน้ำอาจทำให้เกิดน้ำท่วมบ่อน้ำได้ สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาเมื่อค้นหาหลุมตามพื้นที่และเมื่อออกแบบความลึกของหลุมผลิตใหม่
ในระบบแรงดันน้ำแบบยืดหยุ่น น้ำจะถูกนำเข้าสู่แหล่งสะสมของก๊าซที่พัฒนาขึ้นเนื่องจากแรงดันตกในระบบและการขยายตัวที่เกี่ยวข้องของหินกักเก็บ รวมถึงน้ำด้วย
อ่างเก็บน้ำก๊าซที่มีระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำซึ่งความดันได้รับการฟื้นฟูอย่างเต็มที่ระหว่างการใช้งานนั้นค่อนข้างหายาก โดยปกติแล้ว ในระบบขับเคลื่อนด้วยน้ำ ความดันจะถูกฟื้นฟูบางส่วน กล่าวคือ ความดันในชั้นหินจะลดลงระหว่างการทำงาน แต่อัตราการลดลงจะช้ากว่าในระบบแก๊ส
แหล่งก๊าซส่วนใหญ่ในช่วงแรกได้รับการพัฒนาตามระบอบก๊าซ การปรากฏตัวของระบบแรงดันน้ำมักจะสังเกตเห็น แต่ไม่ทันที แต่หลังจากเลือก 20-50% ของปริมาณสำรองก๊าซจากเงินฝาก ในทางปฏิบัติ กฎนี้ยังมีข้อยกเว้น เช่น สำหรับแหล่งก๊าซขนาดเล็ก ระบบแรงดันน้ำอาจปรากฏขึ้นเกือบจะทันทีหลังจากเริ่มดำเนินการ
เมื่อใช้งานทุ่งคอนเดนเสทก๊าซ เพื่อให้ได้ปริมาณคอนเดนเสทมากที่สุดโดยการปั๊มก๊าซแห้งหรือน้ำเข้าไปในอ่างเก็บน้ำ บางครั้งโหมดก๊าซเทียมหรือแรงดันน้ำจะถูกสร้างขึ้น
ในบางกรณี ประสิทธิภาพของอ่างเก็บน้ำในสนามหลายชั้นอาจได้รับผลกระทบจากเงื่อนไขการพัฒนาด้านบนหรือด้านล่างของขอบฟ้า เช่น การไหลของก๊าซ
การกำหนดโหมดการทำงานของเงินฝากก่อนที่จะมีการพัฒนาแหล่งก๊าซ การพิจารณาทั่วไปเท่านั้นที่สามารถทำได้เกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการแสดงออกของระบอบการปกครองอย่างใดอย่างหนึ่ง ลักษณะของระบอบการปกครองถูกกำหนดขึ้นตามข้อมูลที่ได้รับระหว่างการดำเนินการของสนาม
โหมดการทำงานของเงินฝากสามารถกำหนดได้จากสมการสมดุลวัสดุ
ปริมาณก๊าซเริ่มต้นปัจจุบันและที่ผลิตได้อยู่ที่ไหน
การแทนที่ในสมการสุดท้าย ชผ่านระดับเสียง วและความหนาแน่น รก๊าซ และยังแสดงความหนาแน่นในแง่ของความดันจากสมการทั่วไปของสถานะ เรามี:
, (2.11)
ที่ไหน r nและ พี ที- ค่าเฉลี่ยแบบชั้นถ่วงน้ำหนักโดยปริมาตรของพื้นที่รูพรุนของความดันสัมบูรณ์ของอ่างเก็บน้ำตามลำดับเริ่มต้นและปัจจุบัน W n, W t- ปริมาณเริ่มต้นปัจจุบันของพื้นที่รูพรุนที่ถูกครอบครองโดยก๊าซ ชนะ- ปริมาตรของพื้นที่รูพรุนที่ถูกครอบครองโดยน้ำ (หรือสารอื่น ๆ ) ที่เข้าสู่การสะสมของก๊าซในช่วงเวลาที่สอดคล้องกับความดันที่ลดลงจาก p n ถึง p t ถาม d -ปริมาณก๊าซที่ผลิตได้จากแหล่งกักเก็บเมื่อความดันลดลงจาก r nก่อน พี ที, ลดลงสู่สภาวะมาตรฐาน; z n, z t, z เซนต์- ค่าสัมประสิทธิ์การอัดตามลำดับภายใต้สภาวะเริ่มต้น ปัจจุบัน และสภาวะมาตรฐาน ( z เซนต์ =1), R n, R t, R เซนต์- ค่าคงที่ของก๊าซที่สภาวะเริ่มต้น สภาวะปัจจุบัน และสภาวะมาตรฐาน T n และ T k- อุณหภูมิในการขนส่ง ตามลำดับ เริ่มต้นและปัจจุบัน ที เซนต์=293K. เราสามารถสันนิษฐานได้ว่าเมื่อก๊าซเคลื่อนที่ในอ่างเก็บน้ำ
เนื่องจากสำหรับแหล่งก๊าซบริสุทธิ์ระหว่างการใช้งานจึงไม่มีการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของก๊าซ
ค่าอาร์ . อาจมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงานของแหล่งก๊าซคอนเดนเสท
ในระบอบแก๊สในสมการ (2.11) ชนะ=0 และ W n \u003d W= คงที่ ในกรณีนี้ สมการ (2.11) จะถูกเขียนใหม่ในรูปแบบ:
ที่ไหน
สำหรับโหมดการขับเคลื่อนของแก๊ส-น้ำซึ่งสังเกตการไหลเข้าของน้ำในถังแก๊ส การพึ่งพา (2.20) จะถูกเขียนในรูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อย:
โหมดการทำงานของก๊าซของเงินฝากนั้นมีลักษณะตามอัตราส่วนของปริมาณก๊าซ ถาม d,เกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่ง ความดันลดลงในเงินฝากในช่วงเวลาเดียวกันตาม (2.21) มีค่าคงที่:
. (2.14)
ถ้า กเพิ่มขึ้นระหว่างการทำงาน โหมดของการสะสมคือแรงดันแก๊ส ในกรณีนี้ ก๊าซไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำจากขอบฟ้าอื่นได้เช่นกัน ในกรณีที่มีการรั่วไหลของก๊าซจากอ่างเก็บน้ำปริมาณที่ไม่ได้นำมาพิจารณาคือค่า กลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
สำหรับเงินฝากหลายชั้น เมื่อก๊าซไหลจากขอบฟ้าหนึ่งไปยังอีกขอบฟ้าหนึ่ง เพื่อกำหนดโหมดการทำงานของเงินฝากแต่ละก้อน แก้สมการของแบบฟอร์ม (2.21) หรือ (2.23) ปริมาณของก๊าซที่ไหลจะถูกเพิ่มเข้าไปในหนึ่งในนั้น และปริมาณของก๊าซที่ไหลจะถูกหักออกจากกัน
สมการความสมดุลของวัสดุสำหรับ GZ เป็นหนึ่งในอัตราส่วนหลักที่ใช้ในการคำนวณพารามิเตอร์ของการพัฒนาและการวิเคราะห์ของการพัฒนา
ตามหลักความสมดุลทางวัตถุ
M ost (t) \u003d M n - M ต่อ (t) (1)
โดยที่ M ส่วนที่เหลือ (t) คือมวลของ g ที่เหลืออยู่ในอ่างเก็บน้ำ ณ เวลา t; M ต่อ (t) - มวลของสารสกัด g ในอ่างเก็บน้ำ ณ เวลา t
W n - ปริมาตรทางเรขาคณิตเริ่มต้นของรูพรุน
ความอิ่มตัวของก๊าซเฉลี่ยของการก่อตัว
W n \u003d const - ปริมาณก๊าซอิ่มตัวเริ่มต้นของเงินฝาก
ให้เราเขียนความสัมพันธ์ (1) ใหม่ในแง่ของปริมาตรที่อิ่มตัวด้วยก๊าซของสิ่งสะสมและความหนาแน่นของก๊าซที่สอดคล้องกัน
W n r(t)= W n r H -M ต่อ (t) (2)
r=r(P,T) (3); T pl =const (4);
r=r(P, T pl) (5)
r(t)= r( (t), T pl) (6)
r Н = r(Р Н, Т pl) (7)
ตามกฎของ Klaiperon-Mendeleev สำหรับความดันและอุณหภูมิใด ๆ คุณสามารถเขียนอัตราส่วนได้:
r=P×T เซนต์ ×r เซนต์ /(z(P,T)××P เซนต์ ×T) (8)
จากนั้นจาก (6) จะเป็นดังนี้
r t = (t)×T st ×r st /(z( (t),T pl)×P ที่ ×T pl) (9);
และจาก (7) ก็จะเป็นไปตามนั้น
r n \u003d P n × T st × r st / (z (P N, T pl) × R ที่ × T pl) (10)
แสดงว่า z( (t),T pl)= z̃
z(PN, T pl) \u003d z N
ให้เราแทนความสัมพันธ์ (9) และ (10) เป็น (2) แล้วรับ
W n (t) × T st × r st / (z̃ R st × T pl) \u003d W n R n × T st × r st / (z N R st × T pl) - M ต่อ (t) (11)
(t)/ z̃с M ต่อ (t)/( W n T st ×r st) (12)
Q ext (t) \u003d M ext (t) / ×r st - ปริมาตรของก๊าซที่ผลิต ณ เวลา t ลดลงสู่สภาวะมาตรฐาน
สมการสมดุลวัสดุสำหรับ GR เป็นดังนี้:
(t)/ z̃= P n / z N - R st ×T pl Q ต่อ (t)/ ( W n T st) (13)
24. 29 การหาปริมาณสำรองก๊าซของแหล่งก๊าซโดยการลดลงของความดันในอ่างเก็บน้ำ วิธีการประมวลผลข้อมูลการพัฒนาแบบกราฟิกและเชิงวิเคราะห์ เมื่อกำหนดปริมาณสำรองเริ่มต้น (ระบายออก) พวกเขาใช้วิธีการล้ม R pl ปริมาณสำรองทางอุตสาหกรรมที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้คือปริมาณสำรอง i ซึ่งสามารถดึงออกมาก่อนที่จะถึงตัวเลือกที่ใช้ประโยชน์ได้ทางเศรษฐกิจจากสถานที่ i ปริมาณสำรองที่กู้คืนได้ r กำหนดโดยค่าสัมประสิทธิ์การกู้คืนก๊าซขั้นสุดท้าย วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับสมการสมดุลของวัสดุสำหรับ GB
การหาค่าเฉลี่ย R pl และปริมาณที่ผลิตได้ g ที่สอดคล้องกันสำหรับช่วงเวลาต่างๆ โดยใช้สมการสมดุลวัสดุโดยใช้วิธีกำลังสองน้อยที่สุด คุณสามารถคำนวณปริมาตรที่อิ่มตัวด้วยก๊าซของพื้นที่รูพรุน aW n แล้วคำนวณปริมาณสำรอง g สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม หุ้นคำจำกัดความที่ถูกต้อง r สำหรับการลดลงของข้อมูลฟิลด์ P pl เฉลี่ยอยู่ภายใต้การประมวลผลแบบกราฟิก ทำให้สามารถแยกจุดบกพร่องออกจากการพิจารณาได้ วิธีการประมวลผลข้อมูลภาคสนามแบบกราฟิกทำให้สามารถกำหนดระบอบการปกครองของอ่างเก็บน้ำได้ชัดเจนยิ่งขึ้นซึ่งเป็นช่วงเวลาแห่งการเริ่มต้นของการเคลื่อนไหวของน้ำ
สมการสมดุลวัสดุสำหรับ GR:
(t) / z () \u003d P n / z n -R ที่ Q ต่อ (t) T pl / (aW n × T st) (1)
เราจะพล็อตปริมาตรที่เลือก g Q ตามแนวแกน abscissa, /z() ตามแนวแกนพิกัดที่จุดต่างๆ ของเวลา จากสมการ (1) จะได้ว่าในพิกัดเหล่านี้ /z()=f เป็นเส้นตรง เมื่อ Q ext =0 จาก (1) จะเป็นไปตามนั้น /z()=P n /z n ที่ (t)=0 จาก (1) เราได้รับ:
Q ต่อ (t) \u003d aW n × P n × T st / (z n × R ที่ × T pl) (2)
ทางด้านขวาของสมการคือปริมาณสำรองเริ่มต้น r ในอ่างเก็บน้ำ ซึ่งลดลงเป็น P at และ T st ดังนั้นเส้นตรงจะตัดแกน abscissa ส่วนที่มีพิกัดเท่ากับทุนสำรองเริ่มต้น r ในอ่างเก็บน้ำลดลงเหลือ st.c.
หากการพึ่งพา /z()=f มีส่วนตรงเริ่มต้นและตรงตามเงื่อนไขเพียงพอสำหรับการกำหนดระบอบอ่างเก็บน้ำ ส่วนนี้สามารถอนุมานกับแกน abscissa เพื่อประเมินปริมาณสำรองเริ่มต้น r ในอ่างเก็บน้ำ
ตามมาจากเหตุผลก่อนหน้านี้ว่าด้วย VNR การพึ่งพา /z()=f เป็นเส้นโค้ง ตรงกันข้ามกับเส้นตรงสำหรับ GR ดังนั้นจากการประมวลผลข้อมูลภาคสนามในพิกัด /z()-Q ต่อ (t) จึงเป็นไปได้ที่จะตั้งค่าโหมดของ place-i เช่นเดียวกับการประมาณปริมาณสำรองเริ่มต้น r ในอ่างเก็บน้ำ ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนา การไหลของน้ำเข้าสู่แหล่งสะสมอาจไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงของค่าเฉลี่ย R pl เช่น ส่วนเริ่มต้นของโรงงาน / z () = f มักจะตรงไปตรงมา และการเปลี่ยนแปลงใน P pl อธิบายโดยสมการที่ถูกต้องสำหรับ GR การคาดคะเนส่วนของเส้นตรงดังกล่าวกับแกน abscissa สำหรับคำจำกัดความของปริมาณสำรองเริ่มต้น r ในอ่างเก็บน้ำเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้
มีการสะสมประสบการณ์ที่สำคัญในการประยุกต์ใช้วิธีการตกเฉลี่ย R pl สำหรับการกำหนดปริมาณสำรอง r ในอ่างเก็บน้ำ การวิเคราะห์โรงงาน /z()=f และปัจจัยอื่นๆ ในหลายกรณี ทำให้สามารถสร้างระบอบการปกครองของสถานที่ที่พัฒนาแล้วได้อย่างน่าเชื่อถือ ควรใช้วิธีหยด P pl เมื่อแยก 5-10% ของปริมาณสำรองออกจากอ่างเก็บน้ำ r สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะตรวจพบการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในเวลาของค่าเฉลี่ย P pl ในช่วงที่สองของ fil-i r ที่ไม่คงที่เมื่อ P ตกลงที่การก่อตัวของแต่ละจุด
ด้วย VNR วิธีสมดุลของวัสดุจะถูกใช้บ่อยขึ้นสำหรับคำจำกัดความของปริมาณสำรองเริ่มต้น r ตามวิธีนี้แผนที่ที่มีค่าเท่ากันของเครื่องหมาย GWC จะถูกสร้างขึ้นในช่วงไม่กี่วันที่ผ่านมา จากแผนที่เหล่านี้และค่าสัมประสิทธิ์ของความอิ่มตัวของก๊าซตกค้าง ปริมาตรของน้ำที่ไหลเข้าตะกอนและกักเก็บ r ในวันที่พิจารณาจะถูกประมาณ หลังจากนั้นด้วยการใช้สมการสมดุลของวัสดุสำหรับระบบแรงดันน้ำ จะพบปริมาณสำรองของ r ตามข้อมูลจริงของการแจกจ่ายสำหรับวันที่ที่ต้องการ มูลค่าสำรองที่ต้องการถูกกำหนดขึ้นจากการเฉลี่ยข้อมูลที่ได้รับสำหรับวันที่ต่างกัน
เมื่อพัฒนาก๊าซคอนเดนเสทสะสมในอ่างเก็บน้ำโดยลดลง ร พีแอลก่อน ร รคอนเดนเสทตกลงในอ่างเก็บน้ำ สมการสมดุลวัสดุมีรูปแบบดังนี้
เหล่านั้น. มวลเริ่มต้น ม ชมส่วนผสมของก๊าซคอนเดนเสทในอ่างเก็บน้ำจะเท่ากับผลรวมของมวลปัจจุบันของส่วนผสมของก๊าซคอนเดนเสทในอ่างเก็บน้ำ เอ็ม(ที) มวลของคอนเดนเสทดิบที่ตกลงไปในอ่างเก็บน้ำในขณะนั้น ที– ม ถึง (ที) และมวลสารที่สร้าง ม ถาม (ที) ก๊าซก่อตัว
ในกรณีของระบอบการปกครองของก๊าซ สมการสมดุลของวัสดุสำหรับการสะสมตัวของก๊าซคอนเดนเสทสามารถเขียนได้ดังนี้:
ที่ไหน:
- ตามลำดับ ปริมาตรรูพรุนอิ่มตัวของก๊าซเริ่มต้น
เงินฝากและปริมาตรรูพรุนของอ่างเก็บน้ำที่ถูกครอบครองโดยคอนเดนเสทดิบที่ตกตะกอน
ตามเวลา ที,
– แรงดันอ่างเก็บน้ำเฉลี่ยเริ่มต้นและปัจจุบัน
คือค่าสัมประสิทธิ์ของการอัดตัวได้ยิ่งยวดของส่วนผสมของก๊าซคอนเดนเสทที่ ต พีแอลและ
ตามลำดับที่ ร ชมและ
,
คือความหนาแน่นที่สอดคล้องกันของก๊าซขององค์ประกอบเริ่มต้นและปัจจุบัน
นำไป ร ที่และ ต เกี่ยวกับ ,
คือความหนาแน่นของคอนเดนเสทดิบที่ตกลงสู่อ่างเก็บน้ำในขณะนี้
เวลา ทีลดความดัน
และ ต พีแอล .
เมื่อพิจารณาถึงมวลของแหล่งเก็บก๊าซที่ผลิตได้ ณ เวลานั้น ทีต่อไปนี้ใช้ กำเริบอัตราส่วน:
(ลำดับการส่งคืน แต่ละสมาชิกถัดไปที่เริ่มต้นจากบางส่วน จะแสดงตามกฎบางอย่างผ่านสมาชิกก่อนหน้า)
ที่ไหน:
- มวลของก๊าซในอ่างเก็บน้ำที่ผลิตได้ ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ที
– Δ
ที,
ถาม ถาม .S.G. * (ที- Δ ที) คือปริมาณก๊าซแห้งที่เกิดขึ้น ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ทีและ ที – Δ ที
ตามลำดับลดลงเหลือ ร ที่และ ต เกี่ยวกับ .
Δ ที- ขั้นตอนเวลา
– ค่าสัมประสิทธิ์ปริมาตรของก๊าซแห้ง (ปัจจัยการแปลงก๊าซเป็น
ก๊าซก่อตัว)
ติดยาเสพติด
,
,
, และ
กำหนดได้อย่างน่าเชื่อถือที่สุดจากการศึกษาทดลองโดยใช้ระเบิด พี.วี.ที.
การพึ่งพาอาศัยกันมักใช้ตาม Reitenbach G.R. ซึ่งได้รับจากเขตข้อมูล Vuktylskoye ( ร ชม= 37 เมกะปาสคาล ร ร\u003d 33 MPa คอนเดนเสทประกอบด้วย (500 cm 3 / m 3) ซึ่งมีรูปแบบ:
1 – ρ ถึง 2 - 1 – ซี 2 - β
การเปลี่ยนแปลงรูปร่างในอ่างเก็บน้ำ
เมื่อพัฒนาแหล่งก๊าซที่กักขังอยู่ในแหล่งกักเก็บคาร์บอเนต เราเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในการซึมผ่านและความพรุนของแหล่งกักเก็บเมื่อมีการแตกร้าว
การศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าเมื่อความดันในแหล่งกำเนิดลดลง ร พีแอลค่าสัมประสิทธิ์ความพรุนและการซึมผ่านลดลง
การพึ่งพาแบบทวีคูณของค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน m ต่อความดันมีรูปแบบ:
ที่ไหน: – ค่าสัมประสิทธิ์ความพรุนที่สอดคล้องกับความดัน ร ชมและ ร,
คือปัจจัยการอัดตัวของรูพรุน 1/MPa.
สมการสมดุลของวัสดุสำหรับถังเก็บก๊าซที่มีถังสำรองที่เปลี่ยนรูปได้ภายใต้สมมติฐาน Z = 1 ดูเหมือน:
(สมการนี้ใช้เมื่อ Z ≥ 0,8 )
เมื่ออ่างเก็บน้ำเปลี่ยนรูป ค่าสัมประสิทธิ์ความอิ่มตัวของก๊าซจะเปลี่ยนไปเนื่องจากการลดลงของปริมาตรรูพรุนและการขยายตัวของน้ำที่เหลือ เช่น ปัจจัยความอิ่มตัวของก๊าซในปัจจุบันเป็นฟังก์ชันของความดัน
.
จากนั้นสมการความสมดุลของวัสดุจะเขียนเป็น:
ที่ไหน:
คือค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นเชิงปริมาตรของของเหลว
ใน
ผลกระทบของการเปลี่ยนรูปอ่างเก็บน้ำต่อการพึ่งพา
แสดงในแผนภูมิ
1 - การพึ่งพาอาศัยกันกับนักสะสมที่ไม่มีรูปร่าง
2 - การพึ่งพาตัวสะสมที่เปลี่ยนรูปได้
เนื่องจากการเสียรูปของแหล่งกักเก็บที่มีประสิทธิผล เส้นโค้ง (2) จึงอยู่เหนือเส้นโค้งการพึ่งพาที่สอดคล้องกันในกรณีที่ไม่มีการเสียรูป (1) ซึ่งอธิบายได้จากการลดลงของปริมาตรรูพรุนของแหล่งกักเก็บเมื่อเวลาผ่านไป
ที่ = 0 เส้น (1) และ (2) บรรจบกันที่จุดเดียว เนื่องจาก โดยไม่คำนึงถึงการเสียรูปของการก่อตัว ปริมาณของก๊าซที่ผลิตโดยเวลาที่ = 0 จะต้องเท่ากับปริมาณสำรองก๊าซเริ่มต้นในอ่างเก็บน้ำ
หน่วยงานกลางเพื่อการศึกษาของรัฐบาลกลาง สถาบันการศึกษาการศึกษาระดับมืออาชีพที่สูงขึ้นใน Novgorod มหาวิทยาลัยของรัฐพวกเขา. Yaroslav the Wise คณะวิทยาศาสตร์ธรรมชาติและทรัพยากรธรรมชาติ ภาควิชาเคมีและนิเวศวิทยา พื้นฐานของความสมดุลของวัสดุ คู่มือระเบียบวิธี Veliky Novgorod 2006 2 Grosheva LP พื้นฐานของความสมดุลของวัสดุ คู่มือระเบียบวิธี /Novgorod State University คู่มือนี้มีไว้สำหรับนักเรียนที่เชี่ยวชาญด้าน "เทคโนโลยีเคมี สารอนินทรีย์"และ" เคมี "ศึกษาการคำนวณทางเทคโนโลยีและการทำภาคนิพนธ์และ วิทยานิพนธ์เกี่ยวกับเทคโนโลยีปุ๋ยแร่ธาตุและเกลือ ใน คู่มือระเบียบวิธี มีการพิจารณาการคำนวณปริมาณและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ทางเทคนิค การคำนวณปริมาณสารสัมพันธ์ สมการความสมดุลของวัสดุ มอบหมายงานควบคุมสำหรับการนำไปใช้งาน © Novgorod State University, 2006 © Grosheva L.P., 2006 2 3 สารบัญ บทนำ ................................... .................................................. ............................. 4 1 การคำนวณปริมาณและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ทางเทคนิค ........ 5 2 การคำนวณ STOICHIOMETRIC ................................................ .... .................... 6 3 สมการสมดุลวัสดุ ..................... ......... ......................... 7 4 ตัวอย่างการคำนวณ ........... ....... ........................................... ....................................... 9 4.1 การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การบริโภค.... .................... ........................ .......................... 9 4.2 การรวบรวมสมดุลทางวัตถุของกระบวนการทางเคมีและเทคโนโลยีที่ผันกลับไม่ได้ ............ ................................................... .................................... 11 เช็คเอาท์ .......... ...................... .......................... ....................... .................... 14 3 4 บทนำ ก่อนดำเนินการ การออกแบบเครื่องมือใด ๆ จำเป็นต้องทำการคำนวณทางเทคโนโลยีและเคมีโดยละเอียดของกระบวนการผลิตทั้งหมดหรือส่วนที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับเครื่องมือที่สร้างขึ้น การคำนวณทางเทคโนเคมีจะขึ้นอยู่กับกฎพื้นฐานสองข้อ: 1) กฎการอนุรักษ์มวลของสสาร และ 2) กฎการอนุรักษ์พลังงาน การคำนวณวัสดุทุกอย่างเป็นไปตามกฎหมายข้อแรก กฎการอนุรักษ์มวลของสสารคือในระบบปิดใดๆ มวลของสสารจะคงที่ โดยไม่คำนึงว่าสารในระบบนี้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณยอดคงเหลือวัสดุของกระบวนการผลิตใดๆ กฎหมายนี้ใช้สูตรง่ายๆ ดังต่อไปนี้: มวลของผลิตภัณฑ์เริ่มต้นของกระบวนการจะต้องเท่ากับมวลของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้น เมื่อทำการคำนวณวัสดุของกระบวนการ จึงจำเป็นต้องคำนึงถึงมวลของแต่ละส่วนประกอบที่เข้าสู่เครื่องมือที่กำหนด (ไหลเข้า) และมวลของแต่ละส่วนประกอบที่ออกจากเครื่องมือ (ค่าใช้จ่าย) ผลรวมของอินพุตของส่วนประกอบต้องเท่ากับผลรวมของการบริโภค โดยไม่คำนึงถึงส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ทางเข้าและทางออก เช่น ไม่ว่าพวกเขาจะมีการเปลี่ยนแปลงอะไรในอุปกรณ์นี้ วัตถุประสงค์หลักของคู่มือนี้คือเพื่อให้นักเรียนรู้จักพื้นฐานของการคำนวณยอดคงเหลือวัสดุ 4 5 1 การคำนวณปริมาณและองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ทางเทคนิค ในทางปฏิบัติทางอุตสาหกรรม เรามักจะต้องจัดการกับการคำนวณอัตราส่วนเชิงปริมาณระหว่างส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์เริ่มต้นและผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการผลิต ซึ่งขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพ กระบวนการเหล่านี้ไม่ได้สร้างส่วนประกอบใหม่ แต่เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการประมวลผลหรือจัดเก็บภายใต้เงื่อนไขบางประการเท่านั้น ดังนั้น เมื่อรวบรวมความสมดุลทางวัตถุของกระบวนการเหล่านี้ ควรระลึกไว้เสมอว่าส่วนประกอบเดียวกันมีส่วนร่วมในส่วนที่เข้าและออก แต่จะมีอัตราส่วนเชิงปริมาณต่างกันเท่านั้น ตัวอย่างที่ 1 ความชื้นของถ่านหิน 125 ตันระหว่างการเก็บรักษาในคลังสินค้าเปลี่ยนจาก 6.5% เป็น 4.2% กำหนดน้ำหนักของถ่านหินที่เปลี่ยนไป สารละลาย. น้ำหนักของความชื้นในปริมาณเริ่มต้นของถ่านหินคือ 125 * 0.065 = 8.125t น้ำหนักของถ่านหินแห้งคือ 125 – 8.125 = 116.875 ตัน น้ำหนักของถ่านหินที่มีความชื้น 4.2% จะเท่ากับ 116.875/(1.0 –0.042) = 122.0 ตัน ดังนั้น ถ่านหิน 125 ตันหายไป 125 –112 –3 ตัน ตัวอย่างที่ 2 สารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ในน้ำอิ่มตัว 10 ตันที่อุณหภูมิ 1,000 องศาเซลเซียส ถูกจัดเตรียมไว้สำหรับการตกผลึก ในระหว่างการตกผลึก สารละลายจะถูกทำให้เย็นลงถึง 200C ตรวจสอบผลผลิตของผลึกโพแทสเซียมคลอไรด์หากความสามารถในการละลายที่ 1,000C คือ 56.7 กรัมและที่ 200C -34 กรัมต่อน้ำ 100 กรัม สารละลาย. ให้เราแสดงน้ำหนักของผลึก KCl ผ่าน G ความเข้มข้นเริ่มต้นของสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์ C ขอ \u003d 56.7 * 100 / 56.7 + 100 \u003d 36.2% ความเข้มข้นสุดท้าย C con \u003d 34.0 * 100 / 34.0 + 100 \u003d 25.4% รายได้: น้ำหนักของ KCl ในสารละลายเริ่มต้น 10 ตันที่ 1,000C …………0.362*10 =3.62 ตัน การบริโภค: น้ำหนักของผลึกโพแทสเซียมคลอไรด์……………………….. กรัม. น้ำหนักของเหล้าแม่………………………………..…(10 – Gm) น้ำหนักของ KCl ในเหล้าแม่ที่ 200C ………………….0.254 *(10 – Gm) ดังนั้น เราได้ 3.62 = G + 0.254 * (10 – Gm) การแก้สมการนี้ เราจะได้ G = 1.45 t คำนวณองค์ประกอบของพีทหลังจากการอบแห้ง สารละลาย. พีทที่ขุดใหม่ 100 กก. มีสารระเหย โค้ก และเถ้า 808 + 5.2 + 0.8 = 14.8 กก. ดังนั้นองค์ประกอบของพีทปราศจากน้ำเป็นดังนี้ (เป็น %): ระเหย….8.8 /*100 /14.8 = 59.5 โค้ก……...5.2 * 100/14.8 = 35.1 เถ้า………0.8 *100 /14.8 = 5.4 แห้ง พีท (ที่มีความชื้น 10%) จะได้: ระเหย….(100 –10) *0.595 = 53.5 กก. หรือ 53.5% โค้ก……...(100 –10)) –0.351 = 31.6 กก. หรือ 31.6% เถ้า…… …(100 –10) * 0.054 = 4.9 กก. หรือ 4. ความชื้น 9%……...10 กก. หรือ 10% เพียง 100 กก. หรือ 100% 2 การคำนวณ STOICHIOMETRIC การคำนวณกระบวนการทางเทคโนโลยีซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารเกิดขึ้นตามกฎของปริมาณสารสัมพันธ์: กฎขององค์ประกอบคงที่และกฎของอัตราส่วนหลายส่วนซึ่งแสดงอัตราส่วนร่วมกัน ของอะตอมและโมเลกุลระหว่างปฏิกิริยาเคมีซึ่งกันและกัน ตามกฎของความคงตัวขององค์ประกอบ สารใดๆ ไม่ว่าจะได้มาด้วยวิธีใด ก็มีองค์ประกอบที่ชัดเจน กฎของอัตราส่วนหลายส่วนคือในระหว่างการก่อตัวของสารที่เรียบง่ายหรือซับซ้อน องค์ประกอบจะเข้าสู่โมเลกุลของสารตัวหลังในปริมาณที่เท่ากับหรือทวีคูณของน้ำหนักอะตอม หากเราอ้างถึงกฎนี้กับปริมาตรของสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยา จะใช้สูตรต่อไปนี้: หากสารเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีในสถานะก๊าซ จากนั้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน (P และ T) พวกมันสามารถรวมกันได้เท่านั้น ปริมาณที่เกี่ยวข้องกันเป็นจำนวนเต็ม ตัวอย่างที่ 3 การวิเคราะห์ทางเคมี หินปูนธรรมชาติมีดังต่อไปนี้ 0.5384 g CaO ได้มาจากตัวอย่างหินปูน 1.0312 g โดยการทำให้ละลาย ตามด้วยการตกตะกอนของไอออน Ca+2 ด้วยแอมโมเนียมออกซาเลต และการเผาตะกอน CaC2O4 และได้รับ CO2 68.5 cm3 (ลดลงสู่สภาวะปกติ) จาก 0.3220 g ตัวอย่างโดยการสลายตัวด้วยกรด คำนวณปริมาณแคลเซียมคาร์บอเนตและแมกนีเซียมในหินปูน ถ้าแคลเซียมทั้งหมดอยู่ในรูปของ CaCO3 เท่านั้น และกรดคาร์บอนิกจะอยู่ในรูปของแคลเซียมและแมกนีเซียมคาร์บอเนต สารละลาย. โมล วี. CaO เท่ากับ 56.08, CO2 เท่ากับ 44, CaCO3 เท่ากับ 100.1, MgCO3 เท่ากับ 84.32 โมล ปริมาตรของ CO2 คือ 22.26 ลิตร/โมล (22260 cm3/โมล) จากการวิเคราะห์ จากหินปูนธรรมชาติ 100 กรัม จะได้สิ่งต่อไปนี้: 6 7 0.5384 * 100/1.0312 * 56.08 = 0.931 mol CaO; 68.5 * 100 / 0.3220 * 22260 = 0.956 โมล CO2 หินปูน 100 กรัมมี 0.931 โมล หรือ 0.931*100.1 = 93.2 กรัมของ CaCO3 CaCO3 จำนวนนี้จะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัว 0.931 โมล CO2 .. ส่วนที่เหลือ (0.956 - 0.931) = 0.025 โมล CO2 จับกับหินปูนเป็น MgCO3 ดังนั้นหินปูน 100 กรัมจึงมี MgCO3 0.025 * 24.32 = 2.1 กรัม ดังนั้น หินปูนธรรมชาติประกอบด้วย: 93.2% CaCO3, 2.1% MgCO3 และ 4.7% gangue 3 สมการสมดุลของวัสดุ ความสมดุลของวัสดุของกระบวนการทางเทคโนโลยีหรือส่วนหนึ่งของกระบวนการทางเทคโนโลยีใด ๆ จะถูกรวบรวมบนพื้นฐานของกฎการอนุรักษ์น้ำหนัก (มวล) ของสาร: ΣGfin คือผลรวมของน้ำหนัก (มวล) ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของกระบวนการในหน่วยการวัดเดียวกัน ดังนั้น หาก GA กก. ของผลิตภัณฑ์ A, GB กก. ของผลิตภัณฑ์ B ฯลฯ เข้าสู่เครื่องมือหรือหน่วยเทคโนโลยีใดๆ และเป็นผลจากการประมวลผล GC กก. ของผลิตภัณฑ์ C, GD กก. ของผลิตภัณฑ์ D เป็นต้น และเช่นกัน หากส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์เริ่มต้น A (GA กก.), B (GB กก.) ฯลฯ ยังคงอยู่ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ความเท่าเทียมกัน GA + GB + .... = GA "+ GB" + GC + GD + ... .+ΔG, (3.1a) โดยที่ ΔG คือการสูญเสียการผลิตของผลิตภัณฑ์ การหามวลของส่วนประกอบนำเข้าและผลิตภัณฑ์ที่เป็นผลลัพธ์จะดำเนินการแยกกันสำหรับเฟสของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ตามสมการประกอบด้วยสารหลายชนิด ซึ่งนำไปสู่การทำให้สมการง่ายขึ้นหรือซับซ้อน (3.1) เมื่อรวบรวมเครื่องชั่งที่สมบูรณ์ , ระบบสมการ (3.1) ที่มีหลายสิ่งที่ไม่ทราบมักจะได้รับการแก้ไข ในกรณีนี้ สามารถใช้สูตรที่เหมาะสมเพื่อกำหนดสมดุลและผลผลิตของผลิตภัณฑ์จริง, ความเร็วของกระบวนการ ฯลฯ e. ความสมดุลของวัสดุตามทฤษฎีคำนวณจากสมการปฏิกิริยาปริมาณสารสัมพันธ์และน้ำหนักโมเลกุลของส่วนประกอบต่างๆ ความสมดุลของวัสดุในทางปฏิบัติจะพิจารณาถึงองค์ประกอบของวัตถุดิบตั้งต้นและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ส่วนเกินของส่วนประกอบของวัตถุดิบอย่างใดอย่างหนึ่ง ระดับของการเปลี่ยนแปลง การสูญเสียของวัตถุดิบและผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เป็นต้น 7 8 จากข้อมูลความสมดุลของวัสดุ เราสามารถหาปริมาณการใช้วัตถุดิบและวัสดุเสริมสำหรับกำลังการผลิตที่กำหนดของอุปกรณ์ ต้นทุนผลิตภัณฑ์ในโรงงาน ผลผลิตของผลิตภัณฑ์ ปริมาตรโซนปฏิกิริยา จำนวนเครื่องปฏิกรณ์ ความสูญเสียจากการผลิต บนพื้นฐานของความสมดุลของวัสดุ จะมีการรวบรวมสมดุลความร้อน ซึ่งทำให้สามารถกำหนดความต้องการเชื้อเพลิง ขนาดของพื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน ปริมาณการใช้ความร้อนหรือสารทำความเย็น ผลลัพธ์ของการคำนวณเหล่านี้มักจะสรุปไว้ในตารางยอดคงเหลือของวัสดุ ตารางยอดวัสดุทั่วไป รายรับ รายจ่าย รายการรายได้ ปริมาณ กก. รายการค่าใช้จ่าย ปริมาณ กก. ผลิตภัณฑ์ A GA ผลิตภัณฑ์ A GA ผลิตภัณฑ์ B GB (ส่วนที่เหลือ) ผลิตภัณฑ์ B GB (ส่วนที่เหลือ) ผลิตภัณฑ์ C GC ผลิตภัณฑ์ D GD การผลิต ΔG ขาดทุน รวม G รวม GI I โดยปกติ ทำการคำนวณในหน่วยของมวล (kg, t) คุณสามารถคำนวณเป็นโมล เฉพาะสำหรับปฏิกิริยาของแก๊สที่ดำเนินไปโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของปริมาตร ในบางกรณี เป็นไปได้ที่จะจำกัดความสมดุลไว้ที่ลูกบาศก์เมตร มีการรวบรวมยอดวัสดุ (ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและงาน) ต่อหน่วย (1 กก., 1 กม.โมล ฯลฯ) หรือ 100 หน่วย (100 กก.) หรือ 1,000 หน่วย (1,000 กก.) ของมวลของวัตถุดิบหรือผลิตภัณฑ์หลัก บ่อยครั้งที่ความสมดุลถูกวาดขึ้นสำหรับการไหลของมวลต่อหน่วยเวลา (กก. / วินาที) และบางครั้งสำหรับการไหลเข้าสู่อุปกรณ์โดยรวม ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคเป็นค่าที่ระบุลักษณะการบริโภคของวัตถุดิบประเภทต่างๆ, น้ำ, เชื้อเพลิง, ไฟฟ้า, ไอน้ำต่อหน่วยของผลผลิต เมื่อออกแบบเครื่องมือและกำหนดพารามิเตอร์ของโหมดเทคโนโลยี เงื่อนไขต่างๆ จะถูกกำหนดภายใต้ซึ่งความเข้มสูงและผลผลิตของกระบวนการจะรวมกันอย่างสมเหตุสมผลกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สูงและต้นทุนที่ต่ำที่สุด ราคาต้นทุนคือการแสดงออกทางการเงินของต้นทุนขององค์กรที่กำหนดสำหรับการผลิตและการขายผลิตภัณฑ์ ในการรวบรวมประมาณการต้นทุน เช่น คำนวณต้นทุนต่อหน่วยการผลิต พวกเขากำหนดรายการค่าใช้จ่าย รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคสำหรับวัตถุดิบ วัสดุ เชื้อเพลิง พลังงาน และคำนวณต้นทุนโดยประมาณโดยคำนึงถึงราคาของพวกเขา ในทางปฏิบัติ โดยปกติ ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคยิ่งต่ำ กระบวนการก็จะประหยัดมากขึ้น และดังนั้น ต้นทุนการผลิตก็จะยิ่งต่ำลง สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคสำหรับวัตถุดิบ เนื่องจากสำหรับอุตสาหกรรมเคมีส่วนใหญ่ 60–70% ของต้นทุนอยู่ในรายการนี้ ในการคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การบริโภค จำเป็นต้องทราบทุกขั้นตอนของกระบวนการทางเทคโนโลยี ซึ่งเป็นผลมาจากวัตถุดิบตั้งต้นถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคตามทฤษฎี Am คำนึงถึงอัตราส่วนปริมาณสารสัมพันธ์ตามการเปลี่ยนแปลงของสารตั้งต้นเป็นผลิตภัณฑ์เป้าหมาย นอกจากนี้ ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคที่ใช้งานได้จริง เม.ย. ยังคำนึงถึงการสูญเสียการผลิตในทุกขั้นตอนของกระบวนการ รวมถึงปฏิกิริยาข้างเคียงหากเกิดขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคสำหรับผลิตภัณฑ์เดียวกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุเริ่มต้นและอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ 4 ตัวอย่างการคำนวณ 4.1 การคำนวณค่าสัมประสิทธิ์การบริโภค ตัวอย่างที่ 1 กำหนดค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคตามทฤษฎีสำหรับแร่เหล็กต่อไปนี้ในกระบวนการถลุงเหล็กหมูที่มี Fe 92% โดยมีเงื่อนไขว่าแร่ไม่มีเศษหินและสิ่งเจือปน: M Spar FeCO3 … …………… ……………115.8 ลิโมไนต์ 2 Fe2O3 *3Н2O………………………………...373 เกอไทต์ 2 Fe2O3 *2Н2O………………………………… …….355 แร่เหล็กแดง Fe2O3………………………………..159.7 แร่เหล็กแม่เหล็ก Fe3O4…………………………….231.5 М – น้ำหนักโมเลกุล สารละลาย. FeCO3 จาก 1 kmol ของ FeCO3 สามารถรับ Fe ได้ 1 kmol หรือจาก FeCO3 115.8 กก. - 55.9 กก. ของ Fe ดังนั้นเพื่อให้ได้เหล็กหล่อ 1 ตันที่มีเนื้อหา Fe = 92% (มวล) จำเป็นต้องมี 1 * 0.92 * 115.8/ 4 * 55.9 = 1.9 ตัน ในทำนองเดียวกันเราจะพบค่าสัมประสิทธิ์การบริโภคทางทฤษฎีสำหรับ สินแร่อื่นๆ: 55.9 = 1.45 ตัน 2 Fe2O3*2H2O 1*0.92*159.7 /255.9 = 1.33 ตัน Fe3O4 1*0.92*231.5 /3 *55.9 = 1.28 ตัน และปริมาณการใช้อากาศสำหรับแอมโมเนียออกซิเดชั่น (ลบ.ม./ชม.) ถ้าโรงงาน ทำงาน 355 วันต่อปี ผลผลิตของไนโตรเจนออกไซด์ x1 = 0.97 ระดับการดูดซึม x2 = 0.92 และปริมาณแอมโมเนียในส่วนผสมของแอมโมเนียแห้งกับอากาศคือ 7.13% สารละลาย. ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอมโมเนียเป็นขั้นตอนแรกในการผลิตกรดไนตริกจากแอมโมเนีย ตามวิธีนี้แอมโมเนียจะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาแพลทินัมที่อุณหภูมิ 800-9000C ไปเป็นไนโตรเจนออกไซด์ จากนั้น ไนตริกออกไซด์ที่เป็นผลลัพธ์จะถูกออกซิไดซ์เป็นไนโตรเจนไดออกไซด์ และส่วนหลังจะถูกดูดซับโดยน้ำเพื่อสร้างกรดไนตริก แผนผัง กระบวนการสามารถแสดงด้วยสมการต่อไปนี้: มวล NH3 - 17, HNO3 - 63 ปริมาณแอมโมเนียที่ต้องการเพื่อให้ได้ HNO3 100,000 ตันโดยคำนึงถึงระดับของการเกิดออกซิเดชันและระดับการดูดซึมจะเป็น 100,000 * 17/63 * 0.97 * 0.92 = 30300 t ปริมาณการใช้แอมโมเนีย จะเป็น 1,000 * 30300/355 * 24 = 3560 กก./ชม. ปริมาตรของแอมโมเนียจะเท่ากับ 3560 * 22.4/17 = 4680 ลบ.ม. ปริมาณการใช้อากาศ (ลบ.ม./ชม.) ที่จำเป็นสำหรับการเกิดออกซิเดชัน (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของส่วนผสมของแอมโมเนีย-อากาศ) จะเป็น ส่วนผสม (% ปริมาตร) เช่น (7.13/17) * 100 / (7.13/17) + (92.87/29) = 11.5 10
การตกผลึกด้วยการกำจัดส่วนหนึ่งของตัวทำละลายเนื่องจากการระเหยของความชื้น (ไอโซไฮดริก). ให้เราแนะนำสัญกรณ์: tper, tcr, ตม- มวลของสารละลายอิ่มตัวเริ่มต้น ผลึกและสารละลายแม่ (ระหว่างผลึก) กิโลกรัม (กก./วินาที) ส่งต่อ vm - เศษส่วนมวลของแข็งในอิ่มตัวยิ่งยวดและแม่...สมดุลของวัสดุและความร้อนของกระบวนการเผาไหม้
การเผาไหม้เช่นเดียวกับกระบวนการทางเคมีอื่นๆ เป็นไปตามกฎพื้นฐานของธรรมชาติ (เช่น กฎการอนุรักษ์สสารและพลังงาน) ซึ่งทำให้สามารถประมาณปริมาณของตัวออกซิไดเซอร์ที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ของสารและวัสดุในทางทฤษฎี องค์ประกอบและปริมาตรของผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมา อุณหภูมิ...(THORY ของการเผาไหม้และการระเบิด)
ความสมดุลของวัสดุ
ตามกฎการอนุรักษ์มวล ปริมาณของสารที่เข้ามา ^GH ควรเท่ากับปริมาณของสาร GK ที่ได้รับหลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการ เช่น โดยไม่คำนึงถึงการสูญเสีย: อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การสูญเสียของสาร (? gn) เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น ความสมดุลของวัสดุจึงถูกรวบรวมทั้งสำหรับกระบวนการแยกต่างหากและ ...(กระบวนการและเครื่องมือทางวิศวกรรมเคมี)
ความสมดุลของวัสดุ
ปริมาณความชื้นที่ระเหยทั้งหมดถูกกำหนดโดยสมการ (6.8) ตามสมการ (6.7) สามารถคำนวณความเข้มข้นของสารละลายระหว่างเปลือกได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องระเหยแบบเปลือกสองชั้น ความเข้มข้นหลังจากเปลือกชั้นแรกจะได้รับจากสมการโดยที่ วิ- การบริโภคความชื้นที่ระเหย ...(กระบวนการผลิตและอุปกรณ์การผลิตอาหาร)
การถ่ายเทความร้อนในระบบปิด สมการสมดุลความร้อน
หากระบบของวัตถุหลายตัวถูกแยกออกจากกันและมีการสร้างเงื่อนไขสำหรับการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างกัน สมดุลทางความร้อนจะถูกสร้างขึ้น จากการแลกเปลี่ยนความร้อนจะทำให้ร่างกายมีอุณหภูมิเท่ากัน ข้อเท็จจริงนี้เป็นการทดลองและสังเกตได้ในทุกกรณีของการถ่ายเทความร้อน (บางครั้งถือเป็นศูนย์...(ฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์)
สมดุลความร้อนในการเชื่อม
ส่วนแบ่งหลักของพลังงานความร้อนในการเชื่อมเฉพาะจุด การผ่อนปรน และการเชื่อมตะเข็บนั้นเกิดขึ้นจากการกระทำของแหล่งกำเนิดที่กระจายตามปริมาตร บทบาทของแหล่งทุติยภูมิในสมดุลความร้อนโดยรวมถือว่าไม่มีนัยสำคัญ ส่วนแบ่งของพวกเขาไม่เกินประมาณ 10% ของพลังงานทั้งหมดที่สร้างขึ้นในพื้นที่ระหว่างขั้วไฟฟ้า...(เทคโนโลยีของวัสดุโครงสร้าง: ทฤษฎีและเทคโนโลยีการเชื่อมความต้านทาน)