Гидродинамика пористой среды

Нефтегазовая подземная гидромеханика получает дальнейшее развитие под влиянием новых актуальных задач, выдвигаемых практикой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. В связи с этим, наряду с изложением традиционных вопросов, гораздо большее внимание уделяется задачам взаимного вытеснения жидкостей и газов в пористых средах, задачам с подвижной границей и эффективным приближенным методам их решения. Эти последние разделы составляют теоретическую базу при моделировании многих технологических процессов, связанных с повышением нефте- и газоотдачи пластов. Рассмотрены основные типы моделей физических процессов, происходящих при фильтрации пластовых флюидов в процессе разработки и эксплуатации природных залежей при этом основное внимание уделяется численному моделированию. Дается анализ численных схем и алгоритмов, апробированных и хорошо зарекомендовавших себя в подземной гидродинамике и ее приложениях. [c.7]

Влияние свойств пористого слоя на скорость фильтрования нередко выражают посредством параметров, определяющих его структуру, в частности эквивалентного размера пор, пористости слоя, удельной поверхности и щероховатости частиц. С этой целью принимают идеализированные модели пористого слоя, например модель цилиндрических капилляров. Однако в настоящее время принципы построения моделей пористых сред требуют уточнения [24]. Так, следует отметить, что способы определения параметров пористых сред адсорбцией, капиллярной конденсацией, ртутной поро метрией, электронной микроскопией нередко приводят к разным результатам, причем одни параметры модели и объекта могут совпадать, а другие различаться. Использование идеализированных моделей пористых сред не способствует лучшему пониманию процесса фильтрования, а все параметры, характеризующие пористую среду, в конечном счете приходится объединять в один, находимый экспериментально параметр, называемый коэффициентом проницаемости или удельным сопротивлением. К сказанному надлежит добавить, что отмечено шесть типов укладки моно-дисперсных шарообразных частиц в слое, причем форма пор, влияющая на гидродинамику слоя, различна для разных типов укладки [39]. [c.24]

Гидродинамика пористой среды [c.10]

Гидродинамика пористых сред [c.103]

Поскольку процессы переноса в мембранах являются в основном процессами диффузионного типа, связанными со взаимным наложением явлений (в частности,явлений гидродинамики пористой среды), протекающих со сравнительно малыми скоростями, наиболее естественным аппаратом для описания таких явлений представляется термодинамика необратимых процессов (т.н.п.). Большим достоинством последней является отсутствие необходимости использовать модельные представления при анализе явлений [1]. [c.216]

Ур-ния (4) и (5) используют для расчетов скорости пропитки при обработке древесины антисептиками, крашении тканей, нанесении катализаторов на пористые носители, выщелачивании и диффузионном извлечении ценных компонентов горных пород и др. Для ускорения пропитки часто используют ПАВ, улучшающие смачивание за счет уменьшения краевого угла 0. Один из вариантов капиллярной пропитки - вытеснение из пористой среды одной жидкости другой, не смешивающейся с первой и лучше смачивающей пов-сть пор. На этом основаны, напр., методы извлечения остаточной нефти из пластов водными р-рами ПАВ, методы ртутной порометрии. Капиллярное впитывание в поры р-ров и вытеснение из пор несмешивающихся жидкостей, сопровождающиеся адсорбцией и диффузией компонентов, рассматриваются физико-химической гидродинамикой. [c.311]

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ГИДРОДИНАМИКА ПОРИСТЫХ СРЕД [c.200]

Рассмотрены задачи гидродинамики пористых сред, трактуемых как случай- ные поля. Приведено систематическое изложение методов решения задач фильтрации в неоднородных пористых средах, начиная с простейших одномерных течений до статистического анализа уравнений фильтрационного переноса в средах со случайными неоднородностями. Показаны пути использования статистической теории фильтрации для проектирования и анализа разработки нефтяных месторождений. [c.200]

В общем случае разделение суспензий в отстойных центрифугах складывается из стадий осаждения твердых частиц на стенках ротора и уплотнения образовавшегося осадка. Первая из этих стадий протекает по законам гидродинамики, вторая — по закономерностям механики грунтов (пористых сред). [c.214]

Это позволяет в качестве исходного допущения теории фильтрации, так же как и в гидродинамике принять, что пористая среда и насыщающие ее флюиды образуют сплошную среду, т.е. заполняют любой выделенный элементарный объем непрерывно. Это накладывает определенные ограничения на понятие элементарного объема порового пространства. Под элементарным объемом в теории фильтрации понимают такой физически бесконечно малый объем, в котором заключено большое число пор и зерен, так что он достаточно велик по сравнению с размерами пор и зерен породы. Для такого элементарного объема вводятся локальные усредненные характеристики системы флюид - пористая среда. В применении к меньшим объемам выводы теории фильтрации становятся несправедливыми. [c.11]

В гидродинамике изучаются законы движения жидкостей в трубопроводах, открытых руслах (каналах), в пористой среде и т. д. При изучении законов движения жидкостей кроме величины давления необходимо знать также скорости жидкости в различных точках пространства, которые в ряде случаев могут изменяться со временем (неустановившееся движение). Если скорости и давления в различных точках пространства, заполненного движущейся жидкостью, не зависят от времени, то движение жидкости будет установившимся. [c.36]

Ентов В.М. Физико-химическая гидродинамика процессов в пористых средах (Математические модели методов повышения нефтеотдачи пластов) // Успехи механики. 1981. Т. 4, вьш. 3. С. 41-79. [c.217]

Первый из рассматриваемых процессов — фильтрацию жидкости в пористой среде можно рассматривать с позиций внутренней задачи гидродинамики. К этой задаче относится течение жидкости в трубах, капиллярах и каналах. [c.21]

Пусть в пористой среде поддерживается стационарный тепловой профиль т (х). В области умеренных чисел Рейнольдса в одномерной постановке система уравнений гидродинамики потока следущая [c.88]

Гидродинамика — наука о движении жидкостей под действием внешних сил и о механическом взаимодействии между жидкостью и соприкасающимися с нею телами при их относительном движении. Гидродинамика является разделом гидравлики, в котором изучаются законы движения жидкостей в трубах, каналах и пористых средах. [c.26]

Для полного описания взаимодействия потока жидкости (газа) с пористой средой важно знание не только закономерностей гидродинамики, но и диффузного переноса вещества. Так, в большинстве технологических процессов, связанных с сорбцией веществ или каталитическими реакциями, концентрации жидкости (газов) могут меняться как во времени, так и в пространстве. Концентрации во всем объеме могут меняться, начиная с момента поступления жидкости (газа) в пористую среду. Диффузионный поток возникает при наличии градиента концентраций и протекает до момента полного выравнивания концентрации диффундирующего вещества. Общее выражение для распределения поля концентраций в движущейся жидкости имеет вид [c.30]

Второй и третий периоды иногда объединяют в один и называют его центробежным отжимом осадка. Закономерности центробежного отжима могут быть описаны уравнениями гидродинамики двухфазных жидкостей или уравнениями фильтрования жидкости через слой пористой среды и течения жидких пленок. [c.22]

Введем теперь в рассмотрение величину б(/), которую назовем глубиной проникания . Глубина проникания 6 t) обладает следующим свойством. Для всех значений л > б( ) можно с достаточной точностью считать, что температура среды равна температуре начального состояния, а тепло не распространяется за пределы этого расстояния. Глубина проникания — аналог толщины пограничного слоя в гидродинамике. Умножив соотношение (1) на dx и проинтегрировав в пределах от л = О до д = 6, получим уравнение, называемое интегралом теплового баланса. Потребуем, чтобы искомое решение удовлетворяло не первоначальному уравнению теплопроводности (1), а осредненному, т. е. интегралу теплового баланса. Отсюда следует, что исходное уравнение теплопроводности будет удовлетворяться лишь в среднем. Такое осредненное уравнение—интеграл теплового баланса— аналог интеграла импульсов в теории пограничного слоя. Впервые интегральные методы были введены Карманом и Польгаузеном [2] для решения нелинейных гидродинамических задач пограничного слоя. Современное состояние метода Кармана — Польгаузена и библиография по этому вопросу рассмотрены в монографии Шлихтинга [3 ]. Одна-ко этот же метод с одинаковым успехом можно применить для решения любой задачи, описываемой уравнением диффузионного типа. Уравнениям данного типа подчиняются такие процессы, как процесс нестационарной теплопроводности в твердых телах, неустановившееся течение жидкости в пористых средах, смешение двух биологических разновидностей, распространение слухов (из области социальных наук). Ниже интегральный метод будет развит применительно к задачам теплообмена. Решения, найденные с его помощью, хотя и не совсем точны, тем не менее часто вполне удовлетворительны с инженерной точки зрения. [c.42]

Вязкие жидкости, вязкоупругость, пористые среды. Уравнения Лагранжа (А.3.44) применимы к динамике несжимаемых вязких жидкостей. Движение жидкости описывается обобщенными координатами, а вязкость учитывается с помощью диссипативной функции Релея. Такой метод дает хорошие результаты при анализе многих задач гидродинамики. Особый интерес представляет его применение для течений в пограничном слое. [c.199]

Эмпирический закон Дарси - первая попытка применить классические принципы гидродинамики к решению задачи течения жидкости в пористой среде (3.1) [c.33]

Отметим, что при исследовании некоторых задач тепло- и массопереноса и химической гидродинамики поля скорости в окрестности обтекаемых тел могут определяться закономерностями течения идеальной невязкой жидкости. Такая ситуация характерна для течений в пористой среде [32, 56, 132] и взаимодействия тел с жидкими металлами (см. разд. 4.11, где приведено решение тепловой задачи для потенциального обтекания эллиптического цилиндра поступательным потоком идеальной жидкости). [c.78]

Бочаров О.Б. Влияние неравновесности на двухфазное течение в пористой среде // Гидродинамика и тепломассообмен в неподвижных зернистых слоях. - Новосибирск Институт теплофизики, 1991. -С.89-95. [c.262]

Кузнецов В.В., Димов С.В. Микроструктура двухфазного течения в пористой среде // Гидродинамика и тепломассоперенос в пористых средах. - Новосибирск институт теплофизики, 1991. - С.71-88. [c.269]

Как следует из материала рассмотренной главы, применение указанной методики позволило решить ряд важных практических задач в области расчета процессов, протекающих в химико-технологической аппаратуре. Так, развит прямой метод исследования гидродинамической структуры потоков в аппаратах на основе специфических свойств неустаповивпшхся течений жидкостей и газов в насадке и пористой среде установлен характерный для насадочных колонн гидродинамический эффект, проявляющийся в наличии экстремальной зависимости статической удерживающей способности от нагрузок по фазам на аппарат созданы методики и получены расчетные формулы для определения важнейпшх гидродинамических параметров структур потоков — коэффициентов продольного перемешивания, относительных объемов проточных и застойных зон, коэффициентов обмена между проточными и застойными зонами. Результаты исследования гидродинамической структуры потоков в насадке положены в основу анализа динамики процесса абсорбции в насадочных колоннах, оценки управляемости по каналам гидродинамики и массообмена и синтеза оптимального управления этими аппаратами. [c.433]

Волков В. И. Исследование гидродинамики и процессов переноса в пористых средах. Канд. дис,— Новосибирск ИТФ СО АН СССР, I960.— 166 с [c.51]

В цикле исследований, выполненных в Институте проблем механики АН СССР [19, 24, 25, 27, 29 и др.], построены новые математические модели процессов подземной физико-химической гидродинамики, учитывающие влияние закачиваемого реагента на пористость, взаимодействие с породой (в том числе и массообмен с поровым скелетом), непостоянство суммарного потока фаз и др. Важным этапом в изучении этих проблем явилось рассмотрение процессов вытеснения раствором двух и более примесей, в решениях которых содержатся скачки концентраций. Кроме того, в этих работах исследована капиллярная пропитка пористой среды в изотермических и неизотермических условиях, структура разрьша концентрации и насыщенности в решении задачи фронтального вытеснения. [c.178]

При моделировании проточных химических реакторов с неподвижным мелкозернистым слоем катализатора, при моделировании прошшшенных сорбционных установок и в других задачах, связанных с движением газов в пористой среде, часто необходимо учитывать неизатермичность процессов. Изменение температуры среды влияет не только на сорбционные и кинетические свойства сорбентов (катализаторов), но и на гидродинамику потока. В связи с этшл представляет штерес постановка и решение задачи [c.88]

При малых скоростях фильтрации, соизмеримых со скоростями движения подземных вод, отсутствует торможение ионнообменной сорбции, обусловленное конечной скоростью диффузии растворенных компонентов к поверхности и внутри зерна глинистых минералов. Закономерности распределения элементов во вторичных фильтрационных (сорбционных и водных) геохимических ореолах определяются лищь гидродинамикой потока (конечной скоростью массообмена между проточными и застойными зонами пористой среды) и видом изотермы обменной сорбции [Голубев В. С., 1970]. [c.40]

Уравнения баланса сорбируемых веществ (11.18) и уравнения гидродинамики (11.17)—(11.19) в том виде, в котором они записаны, невозможно практически использовать для решения задачи динамики сорбции веществ в пористых средах. Дело в том, что внутри каналов пористой среды возникают очень сложные поля скоростей. При статистической неоднородности пор сорбирующей среды распределение скоростей потока будет также иметь статистический характер (грануляционный эффект). Поэтому целесообразно ввести некоторую среднюю скорость и, а вероятность отклонения реальных скоростей от этой средней скорости можно учесть путем введения коэффициента квазидиффузии Di i, характеризующего добавочный продольный перенос вещества вдоль линии тока. При этом уравнение баланса (11.18) примет вид [c.37]

Гидродинамика вязких жидкостей и вязкоупругих сред с начальным напряжением на основании уравнений Лагранжа рассматривается в монографии автора Л. А-7]. Механика пористых сред, содержащих вязкую жидкость, также разработана при использовании уравнений Лагранжа для упругих и вяакоупругих твердых тел [Л. А-8]. Задача о пористой среде с начальным напряжением решалась также с помощью этих же методов [Л. А-9]. Все эти теории имеют одну общую термодинамическую основу, что выявляет принципиальное сходство между термоупругостью и механикой пористых сред. [c.199]

Физико-химическая механика пористых сред, как и классическая механика насыщенных пористых сред, структурно мозаична, т. е. является объединением ряда дисциплин (теории фильтрациоппой консолидации, физико-химической гидродинамики, теории тенломассонереноса в коллоидных и пористых системах, физики и химии поверхностных явлений и ряда других), базирующихся на общем теоретическом фундаменте - теории переноса массы, импульса и энергии в конденсированных средах. Здесь необходимо подчеркнуть важную методологическую особенность разработки систем моделей и решения задач как физико-химической механики вообще, так и физико-химической механики пористых сред в частности. [c.6]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология