Редактирование: Течение двухфазной жидкости

Перейти к: навигация, поиск

Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия Ваш текст
Строка 1: Строка 1:
#REDIRECT [[Моделирование динамики частиц в жидкости с использованием пакетов EDEM и FLUENT]]
+
==Моделирование течения двухфазной жидкости==
 +
 
 +
'''Исполнители''': [[Буковская Карина]]
 +
 
 +
*Одним из методов интенсификации работы нефтяных и газовых скважин является гидроразрыв пласта.Гидравлический разрыв пласта заключается в формирование трещин в массивах газо-, нефте-, водонасыщенных и других горных породах под действием подаваемой в них под давлением жидкости. Операция проводится в скважине для повышения дебита за счет разветвленной системы дренирования, полученной в результате образования протяженных трещин. Реализация гидроразрывов пластов на газовых скважинах стала возможной с появлением насосных агрегатов, обеспечивающих скорость закачки 3–4 куб. м/мин при давлении 100 МПа.
 +
При закачке в скважину рабочей жидкости с высокой скоростью на ее забое создается высокое давление. Если оно превышает горизонтальную составляющую горного давления, то образуется вертикальная трещина. В случае превышения горного давления формируется горизонтальная трещина.
 +
В качестве рабочей жидкости, как правило, используют загущенные жидкости на водной или углеводородной основе. Вместе с рабочей жидкостью закачивают закрепляющий агент (песок или твердый материал фракции 0,5–1,5 мм), заполняющий трещину и препятствующий ее смыканию. При применении загущенной жидкости за счет снижения ее утечек в пласт можно поднять забойное давление при значительном снижении скорости закачки и за счет песконесущей ее способности транспортировать закрепляющий агент по всей длине трещины.
 +
Так же понятие гидроразрыва пласта встречается в [[Моделирование_гидроразрыва_пласта]].
 +
 
 +
 
 +
*В данной работе проведено моделирование двухфазной жидкости (несущая жидкость и проппант) с использованием алгоритма совмещения пакетов ANSYS FLUENT и EDEM (Coupling Module). Целью является установление зависимости вязкости смеси от концентрации частиц проппанта. Для этого измеряются скорости модельной смеси при различных концентрациях твердой фазы и различных давлениях.
 +
Рассматривается установившееся течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью в тонкой цилиндрической трубке круглого сечения под действием постоянной разности давлений. Если предположить, что течение будет ламинарным и одномерным, то уравнение решается аналитически, и для скорости получается параболический профиль (часто называемый профилем Пуазейля) — распределение скорости в зависимости от расстояния до оси канала
 +
                v=(ρ_1-ρ_1)/4μl(1-r^2)
 +
v — скорость жидкости вдоль трубопровода, м/с;r — расстояние от оси трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м.
 +
Закон Хагена — Пуазейля, определяющий расход жидкости при установившемся течении вязкой несжимаемой жидкости в тонкой цилиндрической трубе круглого сечения.
 +
                Q=(π∙d^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(128∙μ∙l)=(π∙r^4∙(ρ_(1-) ρ_2))/(8∙μ∙l)
 +
Q — расход жидкости в трубопроводе, м³/с;d — диаметр трубопровода, м;r — радиус трубопровода, м;p1 − p2 — разность давлений на входе и на выходе из трубы, Па;μ — вязкость жидкости, Н•с/м²;l — длина трубы, м.
 +
 
 +
Расчет течения Пуазейля во FLUENT  
 +
Рассматривается цилиндрическая трубка с диаметром основания 10мм ,длиной 30мм.
 +
В качестве жидкости было выбрано подобие воды с вязкостью в 20 раз больше воды (0.2 кг/(м*с)).
 +
Граничные условия:на входе давление 1000 Па,на выходе 0 Па.
 +
Сходимость решения достигалась за 70 итераций.
 +
 
 +
 
 +
 
 +
[[Файл:Vel.png|600px]]
 +
*график показателей скорости
 +
[[Файл:Pres.png|600px]]
 +
*график показателей давления
 +
[[Файл:Graf.png|600px]]
 +
 
 +
 
 +
Расчет Coupling Module EDEM
 +
Была выбрана трубка тех же геометрических размеров,параметры жидкости неизменные.Граничные условия на входе скорость 1.5 м/с ,на выходе 0 Па. Количество частиц 5% от объема цилиндра (28125 частиц)
 +
размер : 1*10e-4, плотность 2500 кг/м^3.
 +
размеры частиц
 +
rad.0.0003 m, mass 2.82743e-07 kg,volume 1.13097e-10 m^3,velocity 1*10e-4
 +
заданы периодические граничные условия.
 +
Добавление частиц привело к увеличению скорости потока предположительно из-за уменьшения общей вязкости потока.Построены профили распределения скоростей жидкости и смеси.
 +
Так же на представленных видео ,что распределение скоростей частиц по сечению соответствует распределению скоростей жидкости.
 +
 +
[[Файл:Velo_pat.png|600px]]  
 +
*график показателей скорости с частицами
 +
 
 +
[[Файл:Pres_pat.png|600px]]
 +
*график показателей давления с частицами
 +
 
 +
[[Файл:Graph3.png|600px]]
 +
 
 +
 
 +
{{#widget:YouTube|id=aQovnWZE_mo}}
 +
{{#widget:YouTube|id=LUcas5TnEJI}}
 +
 
 +
меняем радиусы частиц
 +
 
 +
radius 0.0003
 +
 
 +
[[Файл:Pic1.png|600px]]
 +
*график показателей скоростей 1-начало ;2-середина;3-конец;4-без частиц
 +
 
 +
{{#widget:YouTube|id=WFzzxLJt0sA}}
 +
 
 +
radius 0.0002
 +
[[Файл:Pu4_01.png|600px]]
 +
*график показателей скоростей 1-начало ;2-середина;3-конец;4-без частиц. 1000 итераций
 +
 
 +
radius 0.0002
 +
[[Файл:Pu4_02.png|600px]]
 +
*график показателей скоростей 1-начало ;2-середина;3-конец;4-без частиц. 2000 итераций
Вам запрещено изменять защиту статьи. Edit Создать редактором

Обратите внимание, что все добавления и изменения текста статьи рассматриваются как выпущенные на условиях лицензии Public Domain (см. Department of Theoretical and Applied Mechanics:Авторские права). Если вы не хотите, чтобы ваши тексты свободно распространялись и редактировались любым желающим, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого.
НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ, ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ!

To protect the wiki against automated edit spam, we kindly ask you to solve the following CAPTCHA:

Отменить | Справка по редактированию  (в новом окне)