МОДЕЛЮВАННЯ РОБОЧОГО ПРОЦЕСУ СВЕРДЛОВИННОГО СТРУМИННОГО НАСОСА
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розроблена математична модель руху робочого потоку в проточній частині струминного насоса на основі використання радіальної функції комплексної змінної із зміщеним центром витоку. Відповідно до прийнятої моделі робоча рідина радіально асиметрично виходить із зміщеного центру витоку у всіх напрямках. Відстань до центру витоку має обернений вплив на швидкість поширення робочої рідини. Зміщений виток радіальної функції дозволяє врахувати неспіввісність робочої насадки та камери змішування внаслідок неякісного виготовлення деталей струминного насоса. Вектор комплексного потенціалу із зміщеним витоком визначений як різниця векторів, початок яких знаходиться в центрі координат, а кінцеві точки характеризують початкове та кінцеве положення зміщеної функції. З використанням рівняння потенціалу швидкостей та функції течії отримано співвідношення для комплексного потенціалу плоско-радіального та просторового робочого потоку із одностороннім та двостороннім зміщенням центру витоку. Кінематична картина руху робочого середовища визначається просторовою гідродинамічною сіткою утвореною еквіпотенціальними поверхнями та поверхнями течії функцій витоку, яка має вигляд ортогонально розміщених коаксіальних сфер та радіальних меридіональних площин. Зміщення витоку визначає відхилення осі робочої насадки від осі камери зміщування струминного насоса. Встановлено, що профілі швидкостей радіального потоку із зміщеним витоком втрачають свою подібність і серія кінематичних кривих не може бути замінена єдиною безрозмірною залежністю, яка визначала б кінематику потоку незалежно від відстаней між точкою витоку та вхідним перерізом камери змішування струминного насоса. Величина зміщення центру витоку має обернений вплив на швидкість радіального потоку і зменшується при зростанні відстані до камери змішування. При зростанні величини зміщення витоку збільшується асиметричність профілю швидкостей та зростає його нерівномірність. Накладання отриманої характеристичної функції асиметричної радіальної течії та вихрової функції комплексної змінної дозволяє визначити структуру рівняння змішаного потоку при моделюванні процесу обертання струминного насоса в свердловині.
Блок інформації про статтю
Посилання
Vélez R., Vásquez-Santacruz J., Marín-Urías L., Vargas A., García- Ramírez P., Morales-de-la-Mora J., Vite-Morales A., Gutierrez- E. Efficiency Maximization of a Jet Pump for an Hydraulic Artificial Lift System. Revista internacional de métodos numéricos para cálculo y diseño en ingeniería. 2019, vol. 35, issue 1, 8 p. doi: 10.23967/j.rimni.2018.11.002
Aissa W. A, Eissa М. S., Mohamed A. H. Experimental and Theoretical Investigation of Water Jet Pump Performance. International Journal of Applied Energy Systems. 2021, vol. 3, no. 1, 13 p.
Panevnyk D. A. Simulation of a downhole jet-vortex pump's working process. Nafta-Gaz. 2021, no. 9, pp. 579–586. doi: 10.18668/NG.2021.09.02
Wang Z., Lei Y., Wu Z., Wu J., Zhang M., Liao R. Structure Size Optimization and Internal Flow Field Analysis of a New Jet Pump Based on the Taguchi Method and Numerical Simulation. Processes. 2023, vol. 11, issue 2, 24 p. doi: 10.3390/pr11020341
Butenko A. G., Smyk S. Yu. Povyshenie effektivnosti raboty tsentral'nykh ezhektorov [Improving the efficiency of central ejectors]. Energotekhnologii i resursosberezhenie. 2013, no. 2, pp. 62–65. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/127209
Han W., Xie W., Li R., Wang H., Pan Y., Chen R., Han J. Analysis of influence of guide vane wrap angle and blade number on propulsive performance of a water jet propulsor. Modern Physics Letters B. 2021, vol. 35, no. 33, 16 p. doi: 10.1142/ S0217984921505035
Merrill R., Shankar V., Chapman T. Three-Phase Numerical Solution for Jet Pumps Applied to a Large Oilfield. Proc. of the Abu Dhabi Int. Petroleum Exhibition & Conference (9–12 November 2020, Abu Dhabi, UAE). Abu Dhabi, 2020, paper number SPE- 202928-MS, 12 p. doi: 10.2118/202928-MS
Gan J., Wang Y., Wang D., Zhang K. Research on the Law of Head Loss of Jet Pumps in the Cavitation State. ACS Omega. 2022, vol. 7, pp. 12661–12679. doi: 10.1021/acsomega.1c06895
Wyrostkiewicz M., Panevnyk D. A. Simulation of the working process of a dual-circuit downhole ejection system. Nafta-Gaz. 2022, no. 9, pp. 654–661. doi: 10.18668/NG.2022.09.02
Dong J., Hu Q., Yu M., Han Z., Cui W., Liang D., Ma H., Pan X. Numerical investigation on the influence of mixing chamber length on steam ejector performance. Applied Thermal Engineering. 2020, vol. 174, 8 p. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115204
Alidema D., Krasniqi M., Filkoski R., Krasniqi F. Analysis of the Working Characteristics of the Ejector in the Water Heating System. Energies. 2022, vol. 15, issue 6, 12 p. doi: 10.3390/en15062025
Ramesh A. S., Sekhar S. J. Analytical and Numerical Studies of a Steam Ejector on the Effect of Nozzle Exit Position and Suction Chamber Angle to Fluid Flow and System Performance. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2017, vol. 10, no. 1, pp. 369–378. doi: 10.18869/acadpub.jafm.73.238.26027
Ma J., Qiu B., Yan R. Simulated Analysis of the Mixing Performance of Jet-mixing Apparatus. Proc. of the 2015 Int. Conf. on Intelligent Systems Research and Mechatronics Engineering (11–13 April 2015, Zhengzhou, China). Zhengzhou, 2015, pp. 1698–1702. doi: 10.2991/isrme-15.2015.344
Panevnyk D. O. Obhruntuvannya metodu modelyuvannya tsyrkulyatsiynykh potokiv pry obertanni naddolotnoho strumynnoho nasosa [Substantiation of the method for modelling circulation flows during rotation of a downhole jet pump]. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2021, no. 3 (80), pp. 46–52. doi: 10.31471/1993-2021-3(80)-46-52
Panevnyk D. O. Vykorystannya kompleksnoho potentsialu ploskoradial'noho potoku dlya modelyuvannya robochoho protsesu sverdlovynnoho strumynnoho nasosa [Use of the complex potential of plane-radial flow for modelling the downhole jet pump operating process]. Naukovyy visnyk IFNTUNH. 2022, no. 1 (52), pp. 42–49. doi: 10.31471/1993-9965-2022-1(52)-42-49