Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Математика / Научные работы / МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ ПЛАСТОВ
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Математика

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ ПЛАСТОВ

библиотека
материалов

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЗАВОДНЕНИИ ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ ПЛАСТОВ


При заводнении трещиновато-пористых пластов активные и пассивные вещества, растворенные (или взвешенные) в закачиваемой воде, могут распространяться на значительные расстояния. При этом с технологической тоски зрения распространение веществ может сыграть как положительную, так и отрицательную роль. В данной работе сделан подход к гидродинамическому моделированию отмеченного процесса.

Рассматривается перенос адсорбируемого вещества в элементе трещиновато-пористой среды (ТПС) [1,2,3] с учетом естественного распада вещества. Область задачи состоит из одиночной полубесконечной трещины и примыкающий к ней полубесконечного пористого блока (Рис.1).

hello_html_4c6a1df7.gif









Уравнение переноса вещества ТПС с учетом распада и неравновесной адсорбции вещества напишем в виде:

hello_html_495b67ac.gif (1)

hello_html_7ccfc9ed.gif, hello_html_324b71e5.gif, (2)

hello_html_7de343fe.gif, hello_html_259ef443.gif, (3)

hello_html_43932bbe.gif, hello_html_7b137898.gif, (4)

где hello_html_45515914.gif - концентрация вещества в матрице, hello_html_m63a4505d.gif - концентрация вещества в трещине, hello_html_m47abaee5.gif - количество адсорбированного вещества в матрице, hello_html_m16e82cf8.gif - количество адсорбированного вещества в трещине, hello_html_m4e2d09d4.gif - коэффициент пористости, hello_html_39c5550d.gif - эффективный коэффициент диффузии в матрице, hello_html_8cd379e.gif - коэффициент конвективной диффузии в трещине, V - осредненная скорость движения жидкости в трещине, b - ширина трещины, hello_html_74c08a54.gif- адсорбционные коэффициенты в матрице и в трещине, hello_html_m5e4fd440.gif- коэффициент переноса массы в матрице и в трещине соответственно, t - время. Параметры hello_html_m4061ef21.gif выражают интенсивность естественного распада вещества.

Пусть в начальный момент времени (hello_html_m1c441436.gif) концентрация вещества в трещине и пористом блоке равна нулю. В точке hello_html_62deac39.gif с hello_html_4c397bd6.gif подается жидкость со средней скоростью V, с концентрацией растворенного в ней вещества hello_html_6b72807c.gifconst. Считаем, что на границе hello_html_m35c49b66.gif трещины и hello_html_m32ad32c8.gif матрицы поток растворенного вещества отсутствует. На границе hello_html_m2c2c4e07.gif обеспечивается равность концентраций hello_html_mc606f5f.gif и hello_html_m50f86919.gif. При этих допущениях начальные и граничные условия имеют вид:

hello_html_5c1f78e6.gif (5)

hello_html_47d26008.gif (6)

hello_html_af8a0c1.gif (7) hello_html_3eb0c351.gif (8)

hello_html_m453b2d76.gif (9)

hello_html_151f7527.gif (10)

Задача (1), (2) с учетом (3), (4) при условиях (5)-(10) решаем численно, с использованием метода конечных разностей[4].

Для проведения численных расчетов концентрационных полей, а также относительного массообмена hello_html_m4d9a0233.gifиспользовались следующие значения исходных параметров: hello_html_25195107.gif, hello_html_m5c657c87.gif, hello_html_20f25231.gifм2/с, hello_html_m3efc0f7c.gifм2/с, hello_html_m400c4815.gifм/с, hello_html_23bdfddc.gifм, hello_html_m70d23dcc.gifкг/м3, hello_html_4e827fe6.gif м3/кг, hello_html_m41881e1f.gif.

На рис.2 отражены поверхности относительной концентрации hello_html_m5aa9c87c.gifи количества адсорбции hello_html_696b593c.gif. Как видно из рисунка, за счет распада вещества концентрационное поле будет заметно затухать по сравнению с инертным веществом. За счет этого как в трещине, так и в пористом блоке ограничивается распространение адсорбируемого вещества в сторону развития профилей концентрации. Таким образом, распад вещества ограничивает адсорбции вещества, что в свою очередь влияет также на массообмен между трещиной и матрицей (Рис.3).


hello_html_mfcc31c3.gif





















hello_html_4fb246bd.gif











Литературы:

  1. Николаевский В.Н., Бондарев Э.А., Миркин М.И., Степанова Г.С., Терзи В.П. Движение углеводородных смесей в пористой среде. М.: Недра, 1968. – 192 с.

  2. Fetter C.W., Contaminant Hydrology. 2nd ed. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ, USA, 1999.

  3. Grisak, G.E., J.F. Pickens,and J.A.Cherry, Solute transport through fractured media, 2, Column study of fractured till, Water Resources Research, 16(4), 1980. 731-742.

  4. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977 – 656 с.


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 29.06.2016
Раздел Математика
Подраздел Научные работы
Просмотров87
Номер материала ДБ-134946
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх