Фильтрация кипящей жидкости в пористой среде

• Автор: Костомаров, Юрий Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 156 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
§ 1.1. Публикации, посвященные многофазной фильтрации при депрессионном
воздействии
§ 1.2. Многофазные фильтрационные процессы при объемном тепловом воздействии
ГЛАВА 2. ФИЛЬТРАЦИЯ КИПЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ ПРИ ДЕПРЕССИОННОМ
ВОЗДЕЙСТВИИ (АВТОМОДЕЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА)
§ 2.1. Основные уравнения
§ 2.2. Автомодельная задача о фильтрации вскипающей жидкости в
случае плоскоодномерной области течения
§ 2.3. Автомодельное фильтрационное течение в случае
плоскорадиальной постановки задачи
Основные выводы по главе
ГЛАВА 3. ФИЛЬТРАЦИЯ КИПЯЩЕЙ ЖИДКОСТИ в
КОНЕЧНОМ ГЕОТЕРМАЛЬНОМ РЕЗЕРВУАРЕ
§ 3.1. Основные уравнения
§ 3.2. Численное исследование
§ 3.3. Анализ результатов вычислений
§ 3.4. Приближенные аналитические решения
Основные выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ОБЪЕМНОМ НАГРЕВЕ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА, НАСЫЩЕННОГО ЖИДКОСТЬЮ
§ 4.1. Постановка задачи и основные уравнения
§ 4.2. Разностная схема
§ 4.3. Анализ результатов вычислений
§ 4.4. Решение задачи о разогреве насыщенного образца при малой
исходной влажности
Основные выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
х, г - пространственная координата Т- температура, р- давление,
р°- истинная плотность i -фазы,
S,- насыщенность i -фазы, in- пористость,
т'- «живая», динамическая пористость, к- абсолютная проницаемость,
К,- относительная фазовая проницаемость i -фазы, fir динамическая вязкость i -фазы,
V,- кинематическая вязкость i -фазы, и,- скорость i -фазы, с- удельная теплоемкость / —фазы,
R- удельная газовая постоянная,
I- удельная теплота парообразования,
Я- теплопроводность.
Ja- число Якоба.
i=g,l,s; (gas, liquid, skeleton) относятся к паровой и жидкостной компонентам и пористому скелету.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Насыщенные жидкостью пористые системы широко распространенны в природе, современной технике и народном хозяйстве. Во многих случаях они могут подвергаться изменению внешнего давления (в частности, депрессии) и нагреву тепловыми источниками. И в том, и в другом случае воздействия возникает проблема описания парожидкостного фильтрационного течения с фазовыми переходами.
Представленная проблема приобретает актуальность в рамках такой задачи как поиск альтернативных экологически безвредных источников дешевой энергии. Одним из наиболее перспективных источников такого типа является естественное тепло Земли, которое вблизи поверхности сосредоточено в разогретых пористых горных породах (геотермальных резервуарах). Извлечение энергии из геотермального резервуара возможно путем насыщения его жидким или газообразным теплоносителем с последующей откачкой. Откачивание разогретого теплоносителя при помощи депрессионного воздействия приводит к возникновению в пористой среде парожидкостного фильтрационного течения. Исследование процесса откачки разогретого теплоносителя из подземного геотермального резервуара позволит определить ключевые параметры воздействия (в частности, диапазон значений граничной депрессии) с целью увеличения эффективности теплового отбора. Знание оптимальных параметров процесса создаст базу для построения специальных циркуляционных систем для извлечения подземного тепла в промышленных масштабах.
Тепловое воздействие на пористый материал, насыщенный жидкостью, также приводит к возникновению парожидкостного фильтрационного течения. Особая актуальность проблемы, с одной стороны, связана с тем, что

СХЕМА ОБЛАСТИ ФИЛЬТРАЦИ ПРИ УСЛОВИЯХ СООТВЕТСТВУЮЩИХ АВТОМОДЕЛЬНОЙ ПОСТАНОВКЕЗАДАЧИ

Схема области фильтрации в случае постановки, соответстующей условиям автомодельности. Координата г в случае плоскоодномерной геометрии соответствует х. Вся область фильтрации в наиболее общем случае состоит из трех зон Л: однофазная зона (присутствует пар), В: двухфазная зона объемного фазового прехода, С:зона чистой жидкости. Границы между этими зонами гх - граница начала кипения, гсу - граница полного выкипания. Случай а) соответствует слабой депрессии (не образуется зона чистого пара) случай б) сильной депрессии.