1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Известия РАН. Механика жидкости и газа
  4. № 5, 2023

Известия РАН. Механика жидкости и газа, 2023, № 5, стр. 95-102

НЕЕДИНСТВЕННОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ КИПЕНИЯ ВОДЫ В ГЕОТЕРМАЛЬНОМ РЕЗЕРВУАРЕ

Г. Г. Цыпкин *

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Москва, Россия

* E-mail: tsypkin@ipmnet.ru

Поступила в редакцию 05.06.2023
После доработки 06.06.2023
Принята к публикации 06.06.2023

Аннотация

Исследуется устойчивость покоящейся поверхности кипения воды в высокотемпературных породах, когда область воды расположена над областью пара. Показано, что решение неединственно и существуют два положения поверхности раздела. При изменении параметров решения сближаются и происходит слияние решений, а в некотором диапазоне параметров стационарное решение не существует. Методом нормальных мод исследована устойчивость положений поверхности раздела. Получено дисперсионное уравнение, которое исследовалось численно и аналитически. Показано, что переход к неустойчивости происходит при уменьшении давления в области пара или увеличении давления в области воды. Представлены бифуркационные диаграммы, иллюстрирующие слияние и несуществование решений, а также выделены части ветвей, соответствующие устойчивым и неустойчивым режимам течения.

Ключевые слова: геотермальный резервуар, поверхность кипения, капиллярное давление, неединственность, устойчивость

Список литературы

  1. Grant M., Bixley P.F. Geothermal reservoir engineering. London: Acad. Press, 2011. 378 p.

  2. White D.E., Muffler L.J.P., Truesdell A.H. Vapor-dominated hydrothermal systems compared with hot water systems // Econ. Geol. 1971. V. 66. P. 75–97.

  3. Grant M.A. Geothermal reservoir modeling // Geothermics. 1983. V. 12. P. 251–263.

  4. Schubert G., Straus J.M. Gravitational stability of water over steam in vapor-dominated geothermal system // J. Geophys. Res. 1980. V. 85. № B11. P. 6505–6512.

  5. Tsypkin G.G., Il’ichev A.T. Gravitational stability of the water-vapor phase transition interface in geothermal systems // TiPM. 2004. V. 55. P. 183–199.

  6. Khan Z.H., Pritchard D. Liquid–vapour fronts in porous media: Multiplicity and stability of front positions // Int. J. Heat Mass Transfer. 2013. V. 61. P. 1–17.

  7. Tsypkin G.G., Calore C. Role of capillary forces in vapour extraction from low permeability, water saturated geothermal reservoir // Geothermics. 2003. V. 32. P. 219–237.

  8. Li K., Horne R.N. Systematic study of steam–water capillary pressure // Geothermics. 2007. V. 36. P. 558–574.

  9. Li K., Horne R.N. Estimation of wettability in gas-liquid-rock systems // Geothermics. 2008. V. 37. P. 429–443.

  10. Tsypkin G.G., Shargatov V.A. Influence of capillary pressure gradient on connectivity of flow through a porous medium // Int. J. Heat Mass Transfer. 2018. V. 127. P. 1053–1063.

  11. Saffman P.G., Taylor G. The penetration of a fluid into a porous medium or Hele-Shaw cell con1taining a more viscous liquid // Proc. R. Soc. Lond. A 1958. V. 245. P. 312–329.

  12. Soboleva E.B. Instability Problems and Density-Driven Convection in Saturated Porous Media Linking to Hydrogeology: A Review // Fluids. 2023. V. 36. № 8. 28 p.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Известия РАН. Механика жидкости и газа

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал