Построение и исследование моделей и свойств нефтегазоподобных сред на основе математического моделирования

• Автор: Тасенко, Владимир Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Елец
• Количество страниц: 180 с. : ил.

содержанием примесей и т. п.

С развитием электронной вычислительной техники и компьютерных сетей стали разрабатываться электронные контрольноизмерительные устройства, позволяющие непрерывно снимать показания и передавать их в устройство сбора информации чаще всего это компьютер. Обычно датчики подключены к одному компьютеру, оснащенному специальным программами, контролирующими работу контрольноизмерительных устройств и в случае какихлибо неполадок и оповещающих об этом оператора.
Для этих целей используются различные информационноизмерительные системы, содержащие аппаратные и программные средства, позволяющие автоматизировать процесс контроля и обработки данных по учету расхода газа.
Для эффективной работы таких систем и возможности прогнозирования отказа оборудования необходимы теоретические исследования по модификации уравнений состояния не идеального газа, учитывающего фазовый переход, по течению газо и иефтеподобных сред по трубопроводам с разветвлениями и с распределенными по длине параметрами. В том чис
В статье представлен литературный обзор результатов расчетов течений микрополярных 1азов и жидкостей при структурных течениях в каналах, которые получены методами молекулярной динамики.
Интересен факт, что учет микроструктуры жидкостей с недеформируемым наполнителем приводит иногда к снижению эффективной вязкости суспензий и увеличению расхода суспензий через сечение. Наряду с исследованием материалов с микроструктурой, в последнее время возрос интерес к неоднородным материалам, у которых характерный размер твердых включений на порядки меньше. В 2 указано, что усовершенствование структуры материалов на различных масштабных уровнях, которые осуществляются с помощью микро и нанотехнологии, предоставляет широкие возможности для повышения показателей физикомеханических и прочностных характеристик материалов и параметров конструкций.
Металлические магнитные включения, диспергированные в жидкости, также меняют ее эффективную вязкость в зависимости от концентрации твердых частиц и магнитного поля. Исследованию зависимости эффективной вязкости даже без магнитных эффектов до сих пор вызывает определенный интерес и даже споры 3.
Исследованию зависимости эффективной вязкости от величины и направления внешнего магнитного поля и от течения жидкости с магнитными включениями посвящен ряд экспериментальных и теоретических работ 4, 9, 0, . Теоретическая постановка проблемы исследования эффективной вязкости в магнитном поле содержится в 5 см. также 6, , ,,,.
В работе 7, положившей начало исследованиям по гидромеханике магнитных жидкостей, влияние магнитного поля на вязкость не учитыва

I i . i i . ii, . , . i ., V. 5, 2,. . .

2 Ванин Г. А. Упругость неоднородных сред с иерархией структуры Г. А. Ванин Изв. РАН. Мех. тверд, тела, 5,. С. 6.
5 . . i . , . . i, . 0 . . пер. Хаппель Дж., Г. Бреннер. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М. Мир, . 0 с
4 vii i i , . . . 7
5 . . i . , . . i, . 0 . . пер. Хаппель Дж., Г. Бреннер. Гидродинамика при малых числах Рейнольдса. М. Мир, . 0 с
6 Н. Н. . . I. i, , , .
ъ i ., i i, i i, ,7, . .
лось. Однако при некоторых физических условиях это влияние может привести к изменению структуры потока. Наиболее полная теоретическая постановка проблемы исследования эффективной вязкости в магнитном поле содержится в 9.
Полученные в отмеченных работах модели носят больше сугубо теоретический характер, плохо поддаются анализу и мало пригодны в практических целях.
В третьей главе данной диссертации на основе вышеуказанных исследований строятся феноменологические модели нефтеподобных сред с магнитными включениями и решаются задачи их течения в каналах, а также теплообмена с учетом внутреннего магнетокалорического источника тепла и вязкой диссипации. Феноменологические модели, на наш взгляд более эффективны для решения практических проблем, например таких как оптимизация ожижения газа, очистка нефти от примесей и т.д.
Актуальность


В 4 изучается влияние магнитного поля на свойства перекачиваемых сред, в частности на реологические. Гак, на рис. Рис. Одним из таких методов, который позволяет снижать коррозионную активность и изменять реологические свойства водогазонефтяных смесей, является физическое, физикохимическое воздействие на транспортируемую по промысловым трубопроводам продукцию. В главах 2, 4, 6 этой монографии рассматривается опыт использования магнитного воздействия на жидкость Влияние магнитного поля на свойства жидкостей с. Аппараты для магнитной обработки жидкостей с. Использование магнитной обработки при последовательной перекачке с. В главе 3, п. Эффективная вязкость. Наличие твердых частиц в жидкостиносителе приводит к повышению так называемой эффективной вязкости. Классической работой по этому вопросу является статья Эйнштейна. В науке и технике сегодняшних дней широкое применение находят твердые, жидкие и пластические материалы с внутренней микроструктурой. К таким материалам относят как материалы с достаточно мелкой микроструктурой по сравнению с характерным линейным размером области изучаемого течения магнитные жидкости, жидкие кристаллы, кровь и т. Из всех жидких материалов с микроструктурой можно выделить важный класс широко распространенных материалов суспензий жидкостей с недеформируемым наполнителем. В качестве реальных прототипов таких материалов можно привести вязкие жидкости с наполнителем в виде твердых частиц различного характерного размера. Теоретическое исследование течения материалов с микроструктурой имеет давнюю историю. Расчет эффективных физических параметров коэффициентов вязкости, сжимаемости и др. Впервые вопрос о теоретическом расчете коэффициента эффективной вязкости жидкости с твердыми наполнителями был поставлен и решен А. Эйнштейном, для случая малой относительной плотности наполнения твердыми сферическими частицами линейно вязкой жидкости. Концентрация частиц в суспензии существенно влияет на поведение отдельных частиц и среды в целом. В монографии , посвященной проблемам тепломассопереноса в микроструктурных жидкостях, приведен обзор работ по моделям и задачам сред с микроструктурой. Основы ориентированного континуума были заложены Коссера и Эриксеном. Статистический подход позволил построить локальные законы сохранения массы, импульса и момента импульса. Более широкое распространение получил континуальный подход, в соответствии с которым реальная жидкость или материал с микроструктурой моделируется континуумом сплошной средой, наделенным кинематическими характеристиками перемещением и вращением скоростью перемещения и независимой скоростью микровращения. Общая теория микроморфных жидкостей представляет собой сложную математическую модель и ее использование связано с большими математическими трудностями. Наиболее доступной в плане решения задач прикладного характера является теория микрополярных жидкостей развитая в работах 2,3. Впоследствии теория простых деформируемых ориентированных жидкостей была модифицирована для описания реологического поведения суспензий. Было сделано предположение о равенстве нулю работы моментных напряжений на микровращениях, но при отличного от нуля работы, совершаемой моментными напряжениями на вращении общего поля скоростей. Различные теории жидких материалов с микроструктурой, построенные независимо друг от друга разными способами имеют общее, а именно введение, наряду с полем скоростей, нового поля микровращений ду2. Отметим, что наибольшие достижения теории микрополярных жидкостей связаны с приложением к течению жидких кристаллов и, в общем, к течению взаимопроникающих электромагнитных структурных континуумов 4. Мигун И. П. Гидродинамика и теплообмен градиентных течений микроструктурной жидкости . П. Мигун, П. П. Прохоренко. Мн. Наука и техника, . Аэро Э. Л. Ассиметричная гидромеханика Э. Л. Аэро, А. Н. Булыгин, Е. В. Кувшинский Прикл. Т. , 2, . С. . А. С. V. , 1, . Суязов В. К теории взаимопроникающих электромагнитных структурныхконтинуумов В. М. Суязов Магнит, гидродинамика, 1, . С. 3 2, С.