نقل الحرارة موصل في جدار مسطح. شروط نقل الحرارة بالتوصيل للتفرد – الشروط الحدودية

نقل الحرارة بالتوصيل (lat. conduce، موصل لتقليل، توصيل) T. عن طريق توصيل الحرارة إلى (أو من) سطح أي جسم صلب ملامس لسطح الجسم.

قاموس طبي كبير. 2000 .

تعرف على معنى "انتقال الحرارة الموصل" في القواميس الأخرى:

انتقال الحرارة نتيجة لانتقال الحرارة عن طريق الإشعاع والتوصيل الحراري... المعجم التوضيحي للمصطلحات البوليتكنيكية

التبادل الحراري بالتوصيل الإشعاعي- - [أ.س. غولدبرغ. قاموس الطاقة الإنجليزي الروسي. 2006] المواضيع: الطاقة بشكل عام EN نقل الحرارة عن طريق الإشعاع والتوصيل ... دليل المترجم الفني

مقياس الحرارة الكروي لفيرنون عبارة عن كرة مجوفة رقيقة الجدران معدنية (النحاس أو الألومنيوم) يبلغ قطرها 0.1-0.15 متر، السطح الخارجي للكرة أسود بحيث يمتص ε ≈ 95% من الحرارة. ... ويكيبيديا

الخواص الحرارية للمواد- المصطلحات الموضوعية: الخواص الحرارية للمواد حالة الرطوبة للهيكل المحيط رطوبة التشغيل ... موسوعة مصطلحات وتعاريف وشروحات مواد البناء

- (أ. بدلة النجاة، معدات الحماية؛ n. Schutzanzug، Schutzkleidung؛ f. زي الحماية؛ i. حامي traje) في صناعة التعدين، ملابس خاصة لحماية رجال الإنقاذ في المناجم ورجال الإطفاء، وما إلى ذلك من التأثيرات الضارة للبيئة … … الموسوعة الجيولوجية

كتب

• نقل الحرارة والاختبار الحراري للمواد والهياكل الخاصة بتكنولوجيا الطيران أثناء التسخين الإشعاعي، فيكتور إليسيف. الدراسة مخصصة لمشاكل نقل الحرارة والاختبار الحراري للمواد والهياكل الخاصة بتكنولوجيا الطيران باستخدام مصادر إشعاع عالية الكثافة. وتعطى النتائج...

العمليات الحرارية

والأجهزة

التبادل الحراري

تستمر العمليات التكنولوجية الكيميائية في اتجاه معين فقط عند درجات حرارة معينة، والتي يتم إنشاؤها عن طريق توفير أو إزالة الطاقة الحرارية (الحرارة). تسمى العمليات التي يعتمد معدلها على معدل إمداد الحرارة أو إزالتها بالحرارة. القوة الدافعة للعمليات الحرارية هي الفرق في درجة الحرارة بين المراحل. تسمى الأجهزة التي تتم فيها العمليات الحرارية بالمبادلات الحرارية، حيث يتم نقل الحرارة إليها عن طريق المبردات.

عادةً ما يتم تحديد حساب عمليات وأجهزة نقل الحرارة لتحديد سطح نقل الحرارة بين الطور. هذا السطح من معادلات انتقال الحرارةفي شكل متكامل. معامل انتقال الحرارةكما هو معروف يعتمد على معاملات انتقال الحرارة للأطوار وكذلك على المقاومة الحرارية للجدار. أدناه سننظر في طرق تحديدها وإيجاد مجال درجة الحرارة وتدفقات الحرارة. حيثما أمكن يتم إيجاد الكميات المطلوبة من حل معادلات قوانين الحفظ، وفي حالات أخرى يتم استخدام النماذج الرياضية المبسطة أو طريقة النمذجة الفيزيائية.

نقل الحرارة موصل في جدار مسطح

دعونا نفكر في انتقال الحرارة في جدار مسطح ثابت
من مادة متجانسة تكون خواصها الفيزيائية الحرارية ثابتة
(مع ص، l، r = const) (الشكل 1.1).

أرز. 1.1. توزيع درجة الحرارة في جدار مسطح

المعادلة العامة للتوصيل الحراري فورييه غير الثابتة لها الشكل

(1)

إذن فإن عملية نقل الحرارة تكون ثابتة . نعتقد
أن الارتفاع والطول أكبر بكثير من سمك الجدار d، وبالتالي لا يوجد انتقال للحرارة في هذه الاتجاهات، ثم تتغير درجة الحرارة على طول إحداثي واحد فقط X، من هنا لدينا

بسبب ال ، لدينا

(2)

الحل الواضح لهذه المعادلة هو

,

(3)

شروط الحدود:

في ;

في

نجد و , ، ثم

. (4)

توزيع تبواسطة سمك د

. (5)

من المعادلة الناتجة (5) يتضح أن التوزيع موجود في جدار مسطح تهو واضح ومباشر.

يتم تحديد التدفق الحراري الناتج عن التوصيل الحراري بواسطة قانون فورييه

; (6)

. (7)

هنا يميز التوصيل الحراري للجدار، والمقاومة الحرارية للجدار.

بالنسبة للجدار متعدد الطبقات، يجب جمع المقاومة الحرارية للجدران الفردية

. (8)

دعونا نحدد كمية الحرارة المنقولة مع مرور الوقت رعبر الساحة F

المحاضرة 4. نقل الحرارة بالتوصيل.

4.1 معادلة فورييه للثلاثية الأبعاد غير الثابتة

مجال درجة الحرارة

4.2 معامل الانتشار الحراري. المعنى الجسدي

4.3 شروط التفرد - الشروط الحدودية

4.1 معادلة فورييه للثلاثية الأبعاد غير الثابتة

مجال درجة الحرارة

ترتبط دراسة أي عملية فيزيائية بإقامة علاقة بين الكميات التي تميزها. لإنشاء مثل هذا الاعتماد عند دراسة عملية التوصيل الحراري المعقدة إلى حد ما، تم استخدام أساليب الفيزياء الرياضية، وجوهرها هو النظر في العملية ليس في كامل المساحة قيد الدراسة، ولكن في حجم أولي من المادة خلال فترة متناهية الصغر من الوقت. يتم إنشاء العلاقة بين الكميات المشاركة في نقل الحرارة عن طريق التوصيل الحراري من خلال معادلة تفاضلية - معادلة فورييه لمجال درجة حرارة ثلاثي الأبعاد غير ثابت.

عند استخلاص المعادلة التفاضلية للتوصيل الحراري، يتم وضع الافتراضات التالية:

لا توجد مصادر حرارة داخلية.

الجسم متجانس ومتناحي.

يتم استخدام قانون الحفاظ على الطاقة - الفرق بين كمية الحرارة التي دخلت الحجم الأولي بسبب التوصيل الحراري خلال الوقت dτ والتي خرجت منه خلال نفس الوقت يتم إنفاقها على تغيير الطاقة الداخلية للحجم الأولي في الحسبان.

يحتوي الجسم على متوازي ابتدائي مع حواف dx، dy، dz. تختلف درجات حرارة الوجوه، لذلك تمر الحرارة عبر خط الموازي في اتجاهات المحاور x، y، z.

الشكل 4.1 لاشتقاق معادلة الحرارة التفاضلية

وفقًا لفرضية فورييه، تمر كمية الحرارة التالية عبر المنطقة dx·dy خلال الوقت dτ:

https://pandia.ru/text/80/151/images/image003_138.gif" width = "253" height = "46 src = "> (4.2)

حيث https://pandia.ru/text/80/151/images/image005_105.gif" width="39" height="41"> يحدد تغير درجة الحرارة في الاتجاه z.

وبعد التحويلات الرياضية تكتب المعادلة (4.2):

https://pandia.ru/text/80/151/images/image007_78.gif" width = "583" height = "51 src = ">، بعد الاختصار:

https://pandia.ru/text/80/151/images/image009_65.gif" width = "203" height = "51 src = "> (4.4)

https://pandia.ru/text/80/151/images/image011_58.gif" width = "412" height = "51 src = "> (4.6)

ومن ناحية أخرى، وفقا لقانون الحفاظ على الطاقة:

https://pandia.ru/text/80/151/images/image013_49.gif" width = "68" height = "22 src = ">.gif" width = "203" height = "51 src = ">. (4.8)

القيمة https://pandia.ru/text/80/151/images/image017_41.gif" width = "85" height = "41 src = "> (4.9)

تسمى المعادلة (4.9) بمعادلة الحرارة التفاضلية أو معادلة فورييه لمجال درجة حرارة غير مستقر ثلاثي الأبعاد في غياب مصادر الحرارة الداخلية. وهي المعادلة الأساسية عند دراسة عمليات التوصيل الحراري و ينشئ اتصالاً بين التغيرات في درجات الحرارة الزمانية والمكانية في أي نقطة في مجال درجة الحرارة.

المعادلة التفاضلية للتوصيل الحراري مع مصادر الحرارة داخل الجسم:

https://pandia.ru/text/80/151/images/image019_35.gif" width="181" height="50">

ويترتب على ذلك أن التغير في درجة الحرارة بمرور الوقت لأي نقطة على الجسم يتناسب مع القيمة أ.

القيمة https://pandia.ru/text/80/151/images/image021_29.gif" width="26" height="44">. في ظل نفس الظروف، تزداد درجة حرارة الجسم الذي يتمتع بانتشار حراري أعلى وبالتالي، تتمتع الغازات بمعامل انتشار حراري صغير، بينما تتمتع المعادن بمعامل كبير.

في العمليات الحرارية غير الثابتة أيحدد معدل تغير درجة الحرارة.

4.3 شروط التفرد - الشروط الحدودية

تصف المعادلة التفاضلية للتوصيل الحراري (أو نظام المعادلات التفاضلية لنقل الحرارة بالحمل الحراري) هذه العمليات في الشكل الأكثر عمومية. لدراسة ظاهرة معينة أو مجموعة من ظواهر انتقال الحرارة بالتوصيل أو الحمل الحراري، عليك معرفة: توزيع درجة الحرارة في الجسم في اللحظة الأولى، درجة الحرارة المحيطة، الشكل الهندسي وأبعاد الجسم، المعلمات الفيزيائية للبيئة والجسم، الظروف الحدودية التي تميز توزيع درجة الحرارة على سطح الجسم أو ظروف التفاعل الحراري للجسم مع البيئة.

يتم دمج كل هذه الميزات الخاصة في ما يسمى شروط التفرد أو الشروط الحدودية التي تشمل:

1) الشروط الأولية . يتم تحديد شروط توزيع درجة الحرارة في الجسم ودرجة الحرارة المحيطة في اللحظة الأولى من الزمن τ = 0.

2) الظروف الهندسية . إنهم يحددون الشكل والأبعاد الهندسية للجسم وموقعه في الفضاء.

3) الحالة الجسدية . ضبط المعلمات المادية للبيئة والجسم.

4) ظروف الحدود يمكن تحديدها بثلاث طرق.

حالة الحدود من النوع الأول : يتم ضبط توزيع درجة الحرارة على سطح الجسم في أي لحظة من الزمن؛

حالة الحدود من النوع الثاني : تحددها كثافة التدفق الحراري عند كل نقطة على سطح الجسم في أي لحظة من الزمن.

حالة الحدود من النوع الثالث : يتم تحديده بواسطة درجة حرارة البيئة المحيطة بالجسم وقانون انتقال الحرارة بين سطح الجسم والبيئة.

قوانين التبادل الحراري بالحمل الحراري بين سطح الجسم الصلب والبيئة معقدة للغاية. تعتمد نظرية انتقال الحرارة بالحمل الحراري على معادلة نيوتن-ريتشمان، التي تحدد العلاقة بين كثافة التدفق الحراري على سطح الجسم q وضغط درجة الحرارة (tst - tl)، الذي يحدث تحت تأثيره انتقال الحرارة سطح الجسم:

ف = α·(TST – ليرة تركية)، W/m2 (4.11)

في هذه المعادلة، α هو معامل التناسب، ويسمى معامل نقل الحرارة، درجة W/m2.

يميز معامل نقل الحرارة شدة التبادل الحراري بين سطح الجسم والبيئة. وهي تساوي عدديًا كمية الحرارة المنبعثة (أو المدركة) من وحدة سطح الجسم لكل وحدة زمنية عندما يكون فرق درجة الحرارة بين سطح الجسم والبيئة درجة واحدة. يعتمد معامل انتقال الحرارة على عوامل كثيرة وتحديده صعب للغاية. عند حل مشاكل التوصيل الحراري، عادة ما تعتبر قيمته ثابتة.

وفقًا لقانون حفظ الطاقة، يجب أن تكون كمية الحرارة المنبعثة من وحدة سطح الجسم إلى البيئة لكل وحدة زمنية بسبب انتقال الحرارة مساوية للحرارة التي يتم توفيرها عن طريق التوصيل الحراري لوحدة السطح لكل وحدة زمنية من الأجزاء الداخلية للجسم:

https://pandia.ru/text/80/151/images/image023_31.gif" width = "55" height = "47 src = "> - إسقاط تدرج درجة الحرارة على الاتجاه الطبيعي للموقع dF.

المساواة المذكورة أعلاه هي صيغة رياضية لشرط حدودي من النوع الثالث.

إن حل المعادلة التفاضلية للتوصيل الحراري (أو نظام المعادلات لعمليات نقل الحرارة بالحمل الحراري) في ظل ظروف معينة من عدم الغموض يجعل من الممكن تحديد مجال درجة الحرارة في الجسم بأكمله في أي لحظة من الزمن، أي العثور على وظيفة النموذج: t = f(x, y, z, τ).

ويتم ذلك بسبب اصطدام الجزيئات والإلكترونات ومجموعات الجزيئات الأولية مع بعضها البعض. (تنتقل الحرارة من الجسم الأكثر حرارة إلى الجسم الأقل حرارة). أو في المعادن: الانتقال التدريجي لاهتزازات الشبكة البلورية من جسيم إلى آخر (الاهتزازات المرنة لجزيئات الشبكة – التوصيل الحراري الفونون).

النقل الحملي

ويرتبط هذا النقل بحركة جزيئات السوائل وينتج عن حركة العناصر المجهرية للمواد، ويتم عن طريق الحركة الحرة أو القسرية لسائل التبريد.

تحت تأثير التدرج في درجة الحرارة في قشرة الأرض، تنشأ تدفقات الحمل الحراري ليس فقط الحرارة، ولكن أيضا المادة. ينشأ تدرج الضغط الهيدروديناميكي الحراري.

يمكن للمرء أيضًا ملاحظة الظاهرة التي مفادها أنه عند حدوث تدرج في الضغط الهيدروديناميكي، يتم الاحتفاظ بالزيت في التكوين بدون ختم.

3. انتقال الحرارة بسبب الإشعاع.

تطلق الوحدة المشعة الحرارة أثناء اضمحلالها، ويتم إطلاق هذه الحرارة من خلال الإشعاع.

33. الخواص الحرارية لتكوين النفط والغاز وخصائصها ومساحة استخدامها.

الخصائص الحرارية هي:

1) معامل السعة الحرارية ج

2) معامل التوصيل الحراري ل

3) معامل الانتشار الحراري أ

1. السعة الحرارية:

ج - كمية الحرارة اللازمة لزيادة درجة حرارة المادة درجة واحدة تحت ظروف معينة (V, P=const).

ج=dQ/dT

متوسط ​​السعة الحرارية للمادة: c=DQ/DT.

لأن يمكن أن يكون لعينات الصخور كتل وأحجام مختلفة، ولتقييم أكثر تمايزًا، يتم تقديم أنواع خاصة من السعة الحرارية: الكتلة والحجم والمولي.

· السعة الحرارية الجماعية المحددة [J/(كجم × درجة)]:

С م =dQ/dТ=С/م

هذه هي كمية الحرارة اللازمة لتغيير وحدة كتلة العينة بدرجة واحدة.

· السعة الحرارية الحجمية المحددة [ي/(م 3 × ك)]:

С v =dQ/(V×dТ)=r×С م,

حيث r هي الكثافة

كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى الوحدة لزيادتها بدرجة واحدة، في حالة P، V=const.

· السعة الحرارية المولية النوعية [J/(مول×ك)]:

С n =dQ/(n×dТ)=M×С م,

حيث M – الوزن الجزيئي النسبي [كجم/كمول]

كمية الحرارة التي يجب نقلها إلى مول واحد من المادة لتغيير درجة حرارتها درجة واحدة.

السعة الحرارية هي خاصية مضافة للتكوين:

С i = j=1 N SC j ×К i , حيث SC i =1, К – عدد المراحل.

تعتمد السعة الحرارية على مسامية التكوين: كلما زادت المسامية، انخفضت السعة الحرارية.

(s×r)=s² ×r sq ×(1-k p)+s ×r s ×k p,

حيث с з – معامل ملء المسام؛

ك ف – معامل المسامية.

توصيل حراري.

l [W/(m×K)] يميز خاصية الصخر لنقل الطاقة الحركية (أو الحرارية) من عنصر إلى آخر.

معامل التوصيل الحراري – كمية الحرارة التي تمر لكل وحدة زمنية خلال حجم مكعب من المادة ذات وجه بوحدة الحجم، بينما يتم الحفاظ على اختلاف في درجة الحرارة على الأسطح الأخرى بمقدار درجة واحدة (DT = 1°).

يعتمد معامل التوصيل الحراري على:

ü التركيب المعدني للهيكل العظمي. يمكن أن يصل انتشار قيم المعاملات إلى عشرة آلاف مرة.

على سبيل المثال، أكبر لتر للألماس هو 200 واط/(م×ك)، لأن لا تحتوي بلورتها تقريبًا على أي عيوب هيكلية. للمقارنة، لتر الهواء هو 0.023 واط/(م×ك)، الماء - 0.58 واط/(م×ك).

ü درجة امتلاء الهيكل العظمي.

ü التوصيل الحراري للسوائل.

هناك مثل هذه المعلمة الاتصال بمعامل التوصيل الحراري .

يتمتع الكوارتز بأعلى معامل اتصال - 7-12 واط/(م×ك). وتأتي بعد ذلك الرواسب الهيدروكيميائية والملح الصخري والسيلفيت والأنهيدريت.

الفحم والأسبستوس لديهم معامل اتصال منخفض.

لم يتم ملاحظة الجمع لمعامل التوصيل الحراري، والاعتماد لا يطيع قاعدة الجمع.

على سبيل المثال، يمكن كتابة التوصيل الحراري للمعادن على النحو التالي:

1gl=Sv i ×1gl i ,

حيث 1gl i هو لوغاريتم المرحلة l مع المحتوى الحجمي v i .

خاصية مهمة هي متبادلة التوصيل الحراري، تسمى المقاومة الحرارية.

بسبب المقاومة الحرارية، لدينا توزيع معقد للمجالات الحرارية. وهذا يؤدي إلى الحمل الحراري، الذي يمكن من خلاله تشكيل أنواع خاصة من الرواسب - وليس الختم العادي، ولكن الديناميكي الحراري.

تتناقص المقاومة الديناميكية الحرارية مع انخفاض الكثافة والنفاذية والرطوبة وكذلك (في المناطق الشمالية) درجة محتوى الجليد.

ويزداد عندما يتم استبدال الماء بالنفط أو الغاز أو الهواء في عملية تغير الضغط الحراري، مع زيادة في عدم تجانس الطبقات، وهي ظاهرة تباين الخواص.

يتمتع الفحم والصخور الجافة والمشبعة بالغاز بأكبر مقاومة حرارية.

عند الانتقال من الصخور الثلاثية إلى الصخور الكربونية تقل المقاومة الحرارية.

الرواسب الهيدروكيميائية مثل الهاليت والسيلفيت والميرابيليت والأنهيدريت، أي أن لديها الحد الأدنى من المقاومة الحرارية. صخور ذات بنية ملحية صفائحية.

تتميز طبقات الطين، من بين جميع الطبقات، بمقاومتها الحرارية القصوى.

من كل هذا يمكننا أن نستنتج أن المقاومة الحرارية تحدد درجة القصور الذاتي الحراري، والتوصيل الحراري.

الانتشار الحراري.

في الممارسة العملية، معامل مثل الانتشار الحراريالذي يميز معدل التغير في درجة الحرارة أثناء عملية نقل الحرارة غير المستقرة.

أ=ل/(س×ص)،عندما ل = ثابت.

في الواقع، "أ" ليس ثابتًا، لأنه l هي دالة للإحداثيات ودرجة الحرارة، وc هي دالة لمعامل المسامية، والكتلة، وما إلى ذلك.

أثناء التطوير، يمكننا استخدام العمليات التي قد يحدث فيها مصدر حرارة داخلي (على سبيل المثال، حقن الحمض)، وفي هذه الحالة ستبدو المعادلة كما يلي:

dT/dt=а×Ñ 2 Т+Q/(с×r),

حيث Q هي حرارة مصدر الحرارة الداخلي، r هي كثافة الصخر.

انتقال الحرارة.

المعلمة الهامة التالية هي انتقال الحرارة.

DQ=ك ر ×DТ×DS×Dt,

حيث k t هو معامل انتقال الحرارة.

معناها الفيزيائي: كمية الحرارة المفقودة إلى الطبقات المجاورة، من خلال وحدة سطحية، في وحدة زمنية عندما تتغير درجة الحرارة درجة واحدة.

عادةً ما يرتبط انتقال الحرارة بالإزاحة إلى الطبقات العلوية والسفلية.

34. تأثير درجة الحرارة على التغيرات في الخواص الفيزيائية لمكمن النفط والغاز.

يتم إنفاق الحرارة التي يمتصها الصخر ليس فقط على العمليات الحرارية الحركية، ولكن أيضًا على العمل الميكانيكي المرتبط بالتمدد الحراري للتكوين. ويرتبط هذا التمدد الحراري باعتماد قوى ربط الذرات في شبكة المراحل الفردية على درجة الحرارة، ولا سيما التي تظهر في اتجاه الروابط. إذا تم إزاحة الذرات بسهولة أكبر عند الابتعاد عن بعضها البعض عنها عند الاقتراب من بعضها البعض، يحدث إزاحة مراكز الذرات الانشطارية، أي. تشوه.

يمكن كتابة العلاقة بين زيادة درجة الحرارة والتشوه الخطي:

ديسيلتر=أ×L×dT,

حيث L هو الطول الأصلي [م]، وهو معامل التمدد الحراري الخطي.

وبالمثل بالنسبة للتوسع الحجمي:

dV/V=gt ×dT،

حيث g t هو معامل التشوه الحراري الحجمي.

وبما أن معاملات التمدد الحجمي تختلف اختلافا كبيرا بالنسبة للحبوب المختلفة، فسوف تحدث تشوهات غير متساوية أثناء الاصطدام، الأمر الذي سيؤدي إلى تدمير التكوين.

يوجد عند نقاط التلامس تركيز قوي للضغط مما يؤدي إلى إزالة الرمال وبالتالي تدمير الصخور.

وترتبط أيضًا بظاهرة إزاحة النفط والغاز التوسع الحجمي. وهذا ما يسمى بعملية جول طومسون. أثناء التشغيل، يحدث تغيير حاد في الحجم، ويحدث تأثير الاختناق (التمدد الحراري مع تغير درجة الحرارة). يعتمد قياس الديناميكا الحرارية على دراسة هذا التأثير.

دعونا نقدم معلمة أخرى - معامل أداباتيك : ح ق =دТ/د.

يحدد المعامل الأديباتي التفاضلي التغير في درجة الحرارة اعتمادًا على التغير في الضغط.

قيمة h S >0 تحت ضغط ثابت الحرارة. في هذه الحالة، تسخن المادة. الاستثناء هو الماء، لأن... في النطاق من 0¼4 درجة يبرد.

ح S =V/(C ع ×ز)×أ×T،

حيث V هو الحجم، T هو درجة الحرارة، a هو معامل التمدد الخطي، g هو تسارع الجاذبية.

يحدد معامل جول طومسون التغير في درجة الحرارة أثناء الاختناق.

e=dТ/dн=V/(СР ×g)×(1 - a×Т)=V/(СР ×g) - h S ,

حيث V/(Ср×g) تحدد التسخين الناتج عن عمل قوى الاحتكاك

ح S – تبريد المادة بسبب التمدد الأديباتي.

بالنسبة للسائل V/Ср×g>>hS Þ تسخن السوائل.

للغازات ه<0 Þ Газы охлаждаются.

في الممارسة العملية يستخدمون قياس الضوضاءالآبار - طريقة تعتمد على الظاهرة التي يطلق فيها الغاز، عندما تتغير درجة الحرارة، طاقة اهتزازية، مما يسبب الضوضاء.

35. التغيرات في خصائص مكمن النفط والغاز أثناء تطوير الرواسب.

1. في حالتها الطبيعية، تقع الطبقات على أعماق كبيرة، وبالحكم على الخطوات الحرارية الأرضية، فإن درجة الحرارة في هذه الظروف تقترب من 150 درجة، لذلك يمكن القول بأن الصخور تغير خصائصها، لأننا عندما نخترقها في الطبقة نحن نعطل التوازن الحراري.

2. عندما نحن ضخ المياه في الخزان، هذا الماء له درجة حرارة سطحية. بمجرد دخول الماء إلى التكوين، فإنه يبدأ في تبريد التكوين، الأمر الذي سيؤدي حتماً إلى ظواهر غير مواتية مختلفة، مثل تشمع الزيت. أولئك. إذا كان الزيت يحتوي على مكون البارافين، فنتيجة للتبريد، سوف يتساقط البارافين ويسد التكوين. على سبيل المثال، في حقل أوزين، تكون درجة حرارة تشبع الزيت بالبارافين Tn = 35 درجة (40 درجة)، وأثناء تطويره تم انتهاك هذه الشروط، ونتيجة لذلك انخفضت درجة حرارة التكوين، وتساقط البارافين، وحدث الانسداد و كان على المطورين ضخ الماء الساخن لفترة طويلة وتسخين التكوين حتى يذوب البارافين بالكامل في الزيت.

3. الزيوت عالية اللزوجة.

لتسييلها، يتم استخدام المبرد: الماء الساخن، البخار الساخن، وكذلك مصادر الحرارة الداخلية. لذلك، يتم استخدام جبهة الاحتراق كمصدر: يتم إشعال الزيت ويتم توفير المؤكسد.

يتم أيضًا تنفيذ المشاريع التالية في سويسرا وفرنسا والنمسا وإيطاليا:

طريقة لتقليل لزوجة الزيوت باستخدام النفايات المشعة. يتم تخزينها لمدة 10 إلى 6 سنوات، ولكن في نفس الوقت يتم تسخين الزيت عالي اللزوجة، مما يسهل عملية استخراجه.

36. الحالة الفيزيائية للأنظمة الهيدروكربونية في تكوينات النفط والغاز وخصائص هذه الحالات.

لنأخذ مادة بسيطة ونفكر في مخطط الحالة:

ر

النقطة C هي النقطة الحرجة التي يختفي عندها الفرق بين الخصائص.

يمكن قياس الضغط (P) ودرجة الحرارة (T)، التي تميز التكوين، في نطاق واسع جدًا: من أعشار MPa إلى عشرات MPa ومن 20-40 درجة إلى أكثر من 150 درجة مئوية. واعتمادًا على ذلك، يمكن تقسيم رواسبنا التي تحتوي على الهيدروكربونات إلى غاز ونفط وما إلى ذلك.

لأن وفي أعماق مختلفة، تختلف الضغوط من جغرافية طبيعية إلى مرتفعة بشكل غير طبيعي، ثم يمكن أن تكون المركبات الهيدروكربونية غازية أو سائلة أو على شكل مخاليط غازية سائلة في الرواسب.

عند الضغوط العالية، تقترب كثافة الغازات من كثافة السوائل الهيدروكربونية الخفيفة. في ظل هذه الظروف، يمكن أن تذوب أجزاء الزيت الثقيل في الغاز المضغوط. ونتيجة لذلك، سيتم إذابة الزيت جزئيًا في الغاز. إذا كانت كمية الغاز ضئيلة، فمع زيادة الضغط يذوب الغاز في الزيت. ولذلك، اعتمادا على كمية الغاز وحالته، يتم تمييز الرواسب:

1. الغاز النقي.

2. مكثفات الغاز.

3. الغاز والنفط.

4. البترول المحتوي على غاز مذاب.

الحدود بين رواسب الغاز والنفط والنفط والغاز تعسفية. وقد تطورت تاريخياً مع وجود وزارتين: صناعة النفط والغاز.

في الولايات المتحدة الأمريكية تنقسم الرواسب الهيدروكربونية حسب قيمة عامل تكاثف الغاز وكثافة ولون الهيدروكربونات السائلة إلى:

1) الغاز.

2) مكثفات الغاز.

3) الغاز والنفط.

عامل تكثيف الغاز هو كمية الغاز بالمتر المكعب لكل متر مكعب من المنتج السائل.

تشمل المتكثفات الغازية طبقاً للمواصفة القياسية الأمريكية رواسب تستخرج منها سوائل هيدروكربونية فاتحة اللون أو عديمة اللون بكثافة 740-780 كجم/م3 ومعامل مكثفات غازية يتراوح بين 900-1100 م3/م3.

قد تحتوي رواسب الغاز على زيت مرتبط ممتز، يتكون من أجزاء هيدروكربونية ثقيلة، تشكل ما يصل إلى 30% من حجم المسام.

بالإضافة إلى ذلك، عند ضغوط ودرجات حرارة معينة، من الممكن وجود رواسب هيدرات الغاز، حيث يكون الغاز في حالة صلبة. ويشكل وجود مثل هذه الرواسب احتياطيا كبيرا لزيادة إنتاج الغاز.

أثناء عملية التطوير، تتغير الضغوط الأولية ودرجات الحرارة وتحدث التحولات التكنولوجية للهيدروكربونات إلى رواسب.

بطريقة ما، قد يتم إطلاق الغاز من النفط أثناء نظام التطوير المستمر، ونتيجة لذلك سيكون هناك انخفاض في نفاذية الطور، وزيادة في اللزوجة، ويحدث انخفاض حاد في الضغط في منطقة قاع البئر، يليه فقدان المكثفات مما سيؤدي إلى تكوين سدادات المكثفات.

بالإضافة إلى ذلك، أثناء نقل الغاز، يمكن أن تحدث تحولات في مرحلة الغاز.

38. المخططات المرحلية للأنظمة أحادية العنصر ومتعددة المكونات.

قاعدة مرحلة الجبس (توضح تباين النظام – عدد درجات الحرية)

ن - عدد مكونات النظام

م هو عدد مراحله.

مثال: H 2 O (مجموعة واحدة) N=1 m=2 Þ r=1

عندما التشويش رواحد فقط ت

نظام مكون واحد.

الضغط من A إلى B - أول قطرة من السائل (نقطة الندى أو نقطة التكثيف P = P us)

عند النقطة D تبقى فقاعة البخار الأخيرة، وهي نقطة التبخر أو الغليان

كل متساوي الحرارة له نقاط الغليان والتبخر الخاصة به.

نظام مكون من عنصرين

التغييرات رو تأي أن ضغط بداية التكثيف يكون دائمًا أقل من ضغط التبخر.

معلومات ذات صله.