TY - JOUR

T1 - НЕКОТОРЫЕ ЗАДАЧИ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ В МНОГОФАЗНЫХ СРЕДАХ

AU - Филимонов, Михаил Юрьевич

AU - Ваганова, Наталия Анатольевна

N1 - При проведении численных расчетов был использован суперкомпьютер «Уран» ИММ УрО РАН.

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Рассматриваются три типа задач, связанных с задачами тепломассопереноса в грунте. Первый класс задач связан с диагностикой повреждений подземных трубопроводов по тепловым полям на поверхности грунта. Второй тип задач посвящен исследованию динамики изменения температуры геотермального резервуара в зависимости от температуры воды, поступающей в этот резервуар, и перепада давлений между нагнетательными и добывающими скважинами. Третий класс задач посвящен изучению распространения нестационарных тепловых полей в грунте от эксплуатируемых технических систем в районе распространения вечной мерзлоты. Основное внимание уделено долгосрочному прогнозированию распространения нестационарных тепловых полей в мерзлом грунте между работающими добывающими скважинами северных нефтегазовых месторождений. В первых двух классах задач, которые послужили основой для разработки задач третьего типа, учитывается фильтрация жидкости в грунте, а тепловые поля распространяются в однофазных средах. В третьем классе задач учитываются возможные фазовые переходы в грунте при описании нестационарных тепловых полей в многолетнемерзлых грунтах, приводящих к задачам типа Стефана. Учет миграции жидкости для конкретных рассматриваемых задач третьего типа, связанных с определением радиуса оттаивания мерзлого грунта от добывающих скважин на северных нефтегазовых месторождениях, не оказывает существенного влияния на этот процесс, поскольку боковая миграция воды выше уровня грунтовых вод минимальна. Поэтому учитывается только скрытая теплота начального содержания воды. В предложенной работе рассматривается математическая модель, содержащая наиболее существенные физические и климатические данные, влияющие на распространение тепловых полей в многолетнемерзлых породах, приводятся результаты численных расчетов.

AB - Рассматриваются три типа задач, связанных с задачами тепломассопереноса в грунте. Первый класс задач связан с диагностикой повреждений подземных трубопроводов по тепловым полям на поверхности грунта. Второй тип задач посвящен исследованию динамики изменения температуры геотермального резервуара в зависимости от температуры воды, поступающей в этот резервуар, и перепада давлений между нагнетательными и добывающими скважинами. Третий класс задач посвящен изучению распространения нестационарных тепловых полей в грунте от эксплуатируемых технических систем в районе распространения вечной мерзлоты. Основное внимание уделено долгосрочному прогнозированию распространения нестационарных тепловых полей в мерзлом грунте между работающими добывающими скважинами северных нефтегазовых месторождений. В первых двух классах задач, которые послужили основой для разработки задач третьего типа, учитывается фильтрация жидкости в грунте, а тепловые поля распространяются в однофазных средах. В третьем классе задач учитываются возможные фазовые переходы в грунте при описании нестационарных тепловых полей в многолетнемерзлых грунтах, приводящих к задачам типа Стефана. Учет миграции жидкости для конкретных рассматриваемых задач третьего типа, связанных с определением радиуса оттаивания мерзлого грунта от добывающих скважин на северных нефтегазовых месторождениях, не оказывает существенного влияния на этот процесс, поскольку боковая миграция воды выше уровня грунтовых вод минимальна. Поэтому учитывается только скрытая теплота начального содержания воды. В предложенной работе рассматривается математическая модель, содержащая наиболее существенные физические и климатические данные, влияющие на распространение тепловых полей в многолетнемерзлых породах, приводятся результаты численных расчетов.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=54655327

U2 - 10.17804/2410-9908.2023.4.015-028

DO - 10.17804/2410-9908.2023.4.015-028

M3 - Статья

SP - 15

EP - 28

JO - Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures

JF - Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures

SN - 2410-9908

IS - 4

ER -