31.Ньютондық емес сұйықтың фильтірлену жылдамдығының математикалық моделін қорыту.
Өткен ғасырдың аяғында ғылыми зертттеулердің нәтижесінде Дарси заңы кейбір сұйықтар мен газдардың Ньютондық емес қасиеттерін сипаттай алмайтыны дәлелденді. Мұндай сұйықтарға жататындар мұнай және су мен газдың балшық араласқан кеуек ортадағы қозғалысы Дарси Заңына бағынбайтыны байқалды.
Сұйықтардың немесе газдардың фильтрациялық қозғалысын эксперименттің зерттеу негізінен үш этаптан тұрады:
1) Сұйықтың реологиялық қасиетін зерттеу;
2) Фильтрациялық зерттеудің лабораториялық әдісі;
ильтрациялық зерттеудің лабораториялық әдісі;
3) Өндірістік зерттеу.
1. Реологиялық зерттеуде ығысу кернеуі мен ығысу жылдамдық арасындағы байланысты сипаттайды.
1-сурет.
Ньютондық сұйық қабаты
ɣ=-dx/dy -сұйық қабатының ығысуы.
Жанама кернеу τ жылдамдық градиентіне dv/dy пропорционал болады
Жанама кернеу τ жылдамдық градиентіне dv/dy пропорционал болады
τ=-μ dv/dy
τ=-μ dv/dy=μ d/dy(-dx/dt)=μ d/dt(-dx/dy)
τ=μ dγ/dt осыдан dγ/dt=τ/µ (1)
Ньютондық сұйық үшін ығысу жылдамдығы жанама кернеуге тура пропорционал, ал сұйық тұтқырлығына кері пропорционал өзгереді.
Тұтқырлы пластикалық сұйық үшін тегіс механика орта үшін Бингам-Шведовтың реологиялық моделі көп тараған.
3блок
31.Ньютондық емес сұйықтың фильтірлену жылдамдығының математикалық моделін қорыту.
Өткен ғасырдың аяғында ғылыми зертттеулердің нәтижесінде Дарси заңы кейбір сұйықтар мен газдардың Ньютондық емес қасиеттерін сипаттай алмайтыны дәлелденді. Мұндай сұйықтарға жататындар мұнай және су мен газдың балшық араласқан кеуек ортадағы қозғалысы Дарси Заңына бағынбайтыны байқалды.
Сұйықтардың немесе газдардың фильтрациялық қозғалысын эксперименттің зерттеу негізінен үш этаптан тұрады:
1) Сұйықтың реологиялық қасиетін зерттеу;
2) Фильтрациялық зерттеудің лабораториялық әдісі;
ильтрациялық зерттеудің лабораториялық әдісі;
3) Өндірістік зерттеу.
1. Реологиялық зерттеуде ығысу кернеуі мен ығысу жылдамдық арасындағы байланысты сипаттайды.
y
dy ɣ
x
1-сурет.
Ньютондық сұйық қабаты
-сұйық қабатының ығысуы.
Жанама кернеу τ жылдамдық градиентіне пропорционал болады
Жанама кернеу τ жылдамдық градиентіне пропорционал болады
осыдан (1)
Ньютондық сұйық үшін ығысу жылдамдығы жанама кернеуге тура пропорционал, ал сұйық тұтқырлығына кері пропорционал өзгереді.
Тұтқырлы пластикалық сұйық үшін тегіс механика орта үшін Бингам-Шведовтың реологиялық моделі көп тараған.
(2)
1 2
0
2-сурет.
1-Ньютондық сұйық.
2-Тұтқырлы пластикалық сұйық.
Лабораториялық зерттеуде фильтрация жылдамдығы мен қысым градиенті арасындағы байланыс сипатталады.
(1)
k-кеуек ортаның өтімілігі, -сұйық тұтқырлық коэффициенті;
Ал тұтқырлы пластикалық сұйық үшін Бингам-Шведов реологиялық заңдылығына байланысты.
(2)
Мұндағы -бастапқы ығысу градиенті делінеді.
; (3) -пропорционалдық тұрақты шама;
-бастапқы ығысу кернеуі.
1 2
0
3-сурет.
1-Ньютондық сұйық фильтрация заңы.
2- Тұтқырлы пластикалық сұйықтың фильтрация заңы.
Өндірістік зерттеулерді сызықты емес фильтрациялық заңдардың пласттағы табиғи жағдай үшін орындалуына байланысты шешімді зерттеулер жасап, толықтырады.