Динамика многофазной затопленной струи с учетом образования гидратов

Об авторах:

Кильдибаева Светлана Рустамовна,
Гималтдинов Ильяс Кадирович, заведующий кафедрой прикладной математики и механики Стерлитамакского филиала Башкирского государственного университета, доктор физико-математических наук, профессор

Аннотация:

В работе исследуется струйное течение смеси нефти и газа в воде на основе интегральной лагранжевой модели контрольного объема с учетом двух предельных схем гидратообразования. В первом случае гидратообразование лимитируется скоростью отвода тепла с поверхности пузырька, во втором — диффузионным переносом газа через гидратную корку, образованную на поверхности пузырька. Согласно принятой модели, струя рассматривается в качестве элементарных контрольных объемов, каждый из которых характеризуется высотой, радиусом, пространственными координатами и ориентацией по отношению к осям декартовой системы координат. На каждом шаге по времени вычисляются: радиус, высота, температура, скорость КО, а также объемные содержания компонент, входящих в контрольный объем. Основные уравнения записаны
с учетом турбулентного вовлечения окружающей воды в струю. В работе исследованы кинематические и теплофизические характеристики струи. Показано, что для случая гидратообразования, лимитируемого теплообменом пузырька с окружающей жидкостью, скорость падения температуры струи замедляется, что вызвано теплом, выделяющимся в процессе образования гидрата.

Список литературы:

1.             Гималтдинов И. К. К теории начального этапа накопления нефти в куполе-сепараторе / И. К. Гималтдинов, С. Р. Кильдибаева // Теплофизика и Аэромеханика. 2015. Т. 22. №3. С. 401-406.

2.             Гималтдинов И. К. Математическая модель купола, предназначенного для устранения утечек углеводородов / И. К. Гималтдинов, С. Р. Кильдибаева // Нефтегазовое дело. 2014. № 4. С. 104-112.

3.             Кильдибаева С. Р. Моделирование купола-сепаратора при разливе нефти в шельфе / С. Р. Кильдибаева // Фундаментальные исследования. 2013. № 10 (часть 5). 2013. С. 1045-1050.

4.             Макогон Ю. Ф. Гидраты природных газов / Ю. Ф. Макогон. М.: Недра, 1974. 285 с.

5.             Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. Ч. 1 / Р. И. Нигматулин.. М.: Наука, 1987. 464 с.

6.             Тазетдинов Б. И. Особенности образования и разложения газогидратов в водных и газовых средах: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук / Б. И. Тазетдинов. Уфа, 2014. 110 с.

7.             Шагапов В. Ш. О миграции пузырьков в условиях образования гидрата / В. Ш. Шагапов, А. С. Чиглинцева, А. А. Русинов // ПМТФ. 2015. № 2. С. 43-52.

8.             Fanghui Chen, Poojitha D. Yapa Modeling gas separation from a bent deepwater oil and gas jet/plume / Fanghui Chen, Poojitha D. Yapa // Marine systems. 2004. No 45. Pp. 189-203.

9.             Poojitha D. Yapa, Zheng Li. Simulation of oil spills from underwater accidents I: Model development / Poojitha D. Yapa, Zheng Li // Hydraulic Research. 1997. No 35:5.
Pp. 673-688.

10.           Socolofsky S. A., Adams E. E. Multi-phase plumes in uniform and stratified crossflow /
S. A. Socolofsky, E. E. Adams // Hydraulic Research. 2002. No 40(6). Pp. 661-672.