Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование закономерностей движения расслоенных несмешивающихся жидкостей с сильно различающимися вязкостями в закрытых каналах Диярова, Лязат Динишевна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Диярова, Лязат Динишевна. Исследование закономерностей движения расслоенных несмешивающихся жидкостей с сильно различающимися вязкостями в закрытых каналах : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.02.05.- Алматы, 1994.- 26 с.: ил.

Введение к работе

Акгуа....<юата работ». Все возрастаюцие требования к защите окружающей среды остро ставят перед предприятиями нефтяной промышленности республики проблему снижения до минимума числа аварий на нефтепроводах, при которых теряется огромное ксли"ество "черного золота". В результате, на поверхности земли образовались целые озера разлившегося после п*.. ывов трубопроводов сырья, называемого "амбарной нефтью". %сло таких озер, как показала аз-рокосмическая съемка, только на территории Маягышлакской области около 2000.Количество скопившейся "акбарной нефти" по скромным поде- «там составляет 1,5 млн.тонн. В пересчете на доллары - порядка 90 млн. Гибнут птнцы и животные, земля теряет сбои плодородные свойства, нанося тем самым огромнейший ущерб экологии области. И это, не говоря о прямых материальных затратах, связанных с ликвидацией аварий труб. Так,-например, на месторозедениях f/днгышлакской области за 1981 год произошло 689. порывов, а за 1982 год - 970, что привело к потере нефти в 1981 году в количестве 21 гыс.тонн. Затраты,на ремонт труб оцениваются в целом Золее 2 млн. рубле (1981г.)

Практика разработки нефтяных месторождений показала, что грубы расчиганные на 8-10 лет эксплуатация, лопаются буквально ^ерез 9-10 месяцев. Многолетние эксплуатационные наблюдения показали любопытное явление: 90 Z 'от общего числа порывов труб іроисходит по нижней части нефтепровода. Внешне такие порывы оставляют такое впечатление, что трубу разрезали вдоль по нижней збразующей трубы. Такое явление у нефтяников получило название "

ручейковый-эффэкт ".

Существенное снижение аварийности нефтепромыслового обору дования возможно только при условии гнания причин вызывающих та кую коррозию. Хотя на предприятиях объединения " Мангьшлакнефт " выполняются большие объемы противокоррозионных работ, однак проблемы обеспечения надежной работоспособности промысловог оборудования до сих пор не решена и причины, приводящие к "ру чейковому аффекту" не йены. Поэтому особую актуальность приобре тают выяснения механизма этого явления с тем, чтобы попытатьс рэгработать противоядие. В этой связи в настоящей работе сдела* попытка проанализировать гидродинамику коммуникационных линий h месторождениях Узеиь и Жетыбай с целью выявления характера тече ния жидкостей в них и на этой основе судить о формах воздейств» на процесе транспортировки нефти. В работе исследуется двюіет двухслойной стратифицированной кесмепивающейся жидкости ( нефі h воды ) в плоском и осесимметричном каналах, а также одела попытка изложить свои соображения по поводу причин износа ти бопроведа.

Работа состоит из 'четырех глаз, введения, заключения, спис ка используемой литературы и сопровождается иллюстрациями, гр< фиками и таблицами..

Б первой глаье дается подробное объяснение "'ручейковому эс фекту". Приведены фотографии, иллюстрирующий характер этого bkj износа нефтепровода. Отмечаются различные предположения, выск; занные по поводу механизма этого язления. Ввиду того, что рабо' посвящена гидродинамике двухслойной несмешивающейся жидкості дается краткий обзор работ, которые в той или иной мере блкзі - по своему содер:іанию геследуемому вопросу. В конце этой гла

формулируется постановка задач собственного исследования.

Описание физической модели движения жидкостей ( нефти и воды ) ' дано во второй главе. Здесь по показана схема движений двухслойных жидкостей а плоском и осесишетриччем каналах и изложена постановка краевой задачи.

В главе третьей описаны численные методы решения задач гидродинамики. Отмечены особенности двухслойного течения и способы применения их для течений в круглой трубе. Здесь подробно говориться о построении согласованней сетки, конечно-разностной схемы и изложен алгоритм решения.

Полученные результаты и их анализ приведены в последней rjKrv На основе аналитического решения изучено движение'двухслойной жидкости в плоском канале, установлено наличие трех режимов течения. Это позволило объяснить особенности двжения двухслойной жидкости в круглой трубе, показать, что "организатором" "ручейкового эффекта" является осесимметричность области движения. В конце главы выдвинуты ряд соображений относительно механизма эрозии нефтепроводов в виде "ручейкового эффекта".

В заключении сделаны выводы и даны рекомендации.

Целью работы является теоретическое исследование движения двухслойной стратифицированной несмешиващейся жидкости ( на примере нефти и воды ) с сильно отличающимися коэффициентами вязкости. На основании анализа и обобщения полученных решений попытаться дать физически правдоподобное объяснение везнккнове-низо "ручейкового эффекта"

Мэтоди исследования. В работе использовались общие полеже-ния теории обыкновенных дифференциальных уразненяй, уравнения Иавъе-Стокса, а также методы численного решены гидродинамики.

Научная нгшгапз.

1. Впервые рассмотрена задача о движении двухслойной жидкости
(нефть и вода. ) с сильно различающимися вязкостями в каналах.

2. Установлена.нетривиальна? картина течения стратифицированных
сред переменной вязкости.

3. Показано существование некоторой критической толщины движуще
гося слоя воды, при которой максимум скорости движения жидкос
ти попадает на границу раздела сред.

  1. Установлено, что высота атол воды с возрастанием ее содержания в нефти быстро увеличивается. Затем темп роста [U замедляется и дальнейшее узеличение расхода воды в канале связано с быстрым повышением ее скорости вблизи нижней стенки.

  2. Выявлено существование двух максимумов скорости течения жидкостей одновременно г круглой труое.

  3. Установлено, что процесс проявления "ручзйкового аффекта" оп-рэделяется гидродинамикой течения е осесимметричном канале.

Практическая ценность. Результаты данной работы показали, что при течении двухслойной жидкости за счет расслоения и большой обводненности пласта возникают большие скорости воды. На основании полученных результатов удается объяснить "ручейковый эффект", что может подтолкнуть инженерную мысль к правильному решении проблемы защиты кефтепрсвода от преждевременного выхода из стооя.

АпгсроСация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались: на II-ой Республиканской научно-технической конференции "Научно-технический прогресс и. экология". Г.АК-га/,13У2г.27-29 мая; на конференции-конкурсе молодых учекых и cneinta/itcToo по математике и механике, г.Алмати, КазГНУ им.

Аьь-Фараби, 1993г.,25- 2Е> марта; на научной конференции "Механика и ее применение".г. Ташкент, ГашГУ, 1993г., 9-11 ноября; на научном семинаре кафедры механики сплошной среды КазГНУ под ру-ісоводством д.т.н. ,член-корр., проф. Ершина Ш.А. (1992,1993, 1994гг.); на научном семинаре лаборатории "Гидродинамики" ИПТМ НАН РК под руководством д.т.н., проф. Джаугаштина К.Е.(1993,1994гг.); на научном семинаре института математики и автоматики лаборатории гидроаэродинамики НАН Киргизкой Республики под руководством д.ф-м.н., чзен-корр., проф. Байбосунова И.Б. г.Бишкек,1994г.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 печатных ра-бот, которые приводятся в конце автореферата.

Объем работы. Диссертационная реСоге изложена на G5 страницах, содержит 14 иллюстраций, 4 фотографий и Z таблиц. Список литературы содержит 54 наименований.