Особенности отражения и преломления звука на границе раздела однофазной и двухфазной систем

• Автор: Сарапулова, Вероника Владимировна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Бирск
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Оглавление
Перечень условных обозначений
Введение
Глава 1. Обзор теоретических и экспериментальных работ, посвященных исследованиям волновых процессов дисперсных систем и каналов
1.1. Распространение звуковых волн в парогазокапельных системах
1.2. Распространение звуковой волны в пузырьковой жидкости
1.3. Преломление и отражение звука на границе раздела двух сред
1.4. Эхометрия межтрубного пространства в нефтегазодобывающих скважинах
1.5. Выводы по главе
Глава 2. Отражение и преломление звука на границе раздела между воздухом и парогазокапельной средой
2.1. Основные уравнения
2.2. Дисперсионные выражения
2.3. Условия на границе раздела при косом падении плоской волны
2.4. Результаты численных расчетов
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Отражение и преломление звука на границе раздела между водой и пузырьковой жидкостью
3.1. Основные уравнения
3.2. Дисперсионные выражения
3.3. Условия на границе раздела при косом падении плоской волны
3.4. Результаты численных расчетов......................................... 58 _
3.5. Выводы по главе 3............................................7...т:..7..т:.:.:.

Глава 4. Акустическое зондирование цилиндрических нефтегазовых скважин, имеющих слой пены в межтрубном пространстве
4.1. Основные уравнения
4.2. Дисперсионные выражения
4.3. Условия на границе раздела между средами
4.4. Динамика волн конечной длительности
4.5. Выводы по главе
Заключение
Библиографический список

Перечень условных обозначений
р - плотность, кг/м3; о, и-скорость, м/с;
/ - время, с;
х, у -плоские координаты, м;
2 - осевая координата, м; г — радиальная координата, м;
/ и у - интенсивности испарения жидкости (/ > 0) или конденсации пара (/ < 0) отнесенные к единице объема смеси и к единице площади поверхности раздела фаз;
п — число капель в единице объема смеси; р - давление, Па; а - радиус включений, м;
V - кинематическая вязкость, м2/с; а- объемное содержание; с - теплоемкость, Дж/(кг-К);
Г - температура, К;
Я - коэффициенты теплопроводности, Вт/(м-К);
О - коэффициент диффузии, м2/с;
/ - удельная теплота парообразования воды, Дж/кг; g - массовая концентрация пара в воздухе;

случае обычных однофазных сред, отраженная от границы и проходящая волны представляют плоские гармонические волны. Тогда, в зоне “чистого” воздуха малые возмущения представляют сумму из двух гармонических волн, а в зоне тумана - одну гармоническую волну. Возмущения, соответствующие падающей, отраженной и проходящей волнам, снабдим верхними значками (0), (г) и (5). Тогда условие неразрывности нормальных составляющих скоростей и давления на границе раздела можно записать как
р(0) + p(r) _ pU) ^ о(0) cosq(°) _ cos0(r) = u^s) cos0(s).
(2.3.1)
Здесь 9(0), 0м и 0,5) - соответственно углы падения, отражения и преломления. Ось х направим вертикально вверх в сторону “чистого” воздуха, а ось у направим так, чтобы волновой вектор был параллелен координатной плоскости хОу. Тогда для падающей [55], отраженной и проходящей волн вида (2.2.1) при косом падении можем записать
р(0) = Л‘0)ех р
pir) - A(pr)exp i^K(r) [~n{px + n(yr)y^ - со/jj,
p(s) = Aps) exp K(s) [n^x + n^y) - о/j
(h*0) = cos0(O),h*O) = sin0(O),«^) =cos0(r). n(p = sin0(r),n|,) = COS0(S),n'S) = sin0(s))
Для волновых чисел Kf{,> и K>n имеет место равенство
Ki0) = К(г) =о>/Са.
(2.3.2)
(2.3.3)
Волновое число ^ определяется из дисперсионного уравнения (2.2.3). Амплитуда возмущений скоростей с амплитудами давления связаны выражениями вида (2.2.6). Тогда с учетом (2.2.5) можем получить