Математическая модель накопления углеводородов при их аварийном разливе
Рассмотрение математической модели накопления углеводородов, попавших в водоем. Температура струи и координаты раздела слоев в результате техногенной утечки. Предупреждение гидратообразования внутри купола-сепаратора при аварийном разливе углеводородов.
| Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.01.2018 |
| Размер файла | 368,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Математическая модель накопления углеводородов при их аварийном разливе
Кильдибаева Светлана Рустамовна
Аннотация
В работе рассматривается математическая модель накопления углеводородов, которые попали в водоем в результате техногенной утечки. Рассматривается процесс установки устройства, в котором накапливаются углеводороды, определяется температура струи и координаты раздела слоев, накопленных внутри купола.
На фоне развития технологий альтернативной добычи полезных ископаемых лидирующее место занимает добыча углеводородов в шельфе. Запасы углеводородов на континенте практически нетронуты, поэтому представляют для исследователей большой инетерес. Их не останавливает даже то, что велика вероятность разлива углеводородов, который может негативно сказаться на районе добычи.
В работе рассмотрена математическая модель работы купола-сепаратора [1-3], который предназначен для устранения утечек, а также представляет собой альтернативный способ добычи углеводородов. Считаем, что на дне существует источник с известным дебитов нефти и газа, температурой углеводородов и окружающей среды. В модели учитываетс факт возможного образования гидрата на поверхности пузырьков, что связано с термобарическими условиями, характерными для дна океана.
При создaнии модели устройства, рассмaтриваемого в этой статье, для предупреждения гидратообразовaния, внутрь купол закачивается специальный раствор с температурой Tr = 60oC, который не смешивaется с нефтью и водой, и в котором не рaстворяется газ. Плотность рaстворa такова, что выполняется условие: сo<сa<сh, где сo,?сa,?сh -- соответственно плотности нефти, растворa и гидрата.
Рисунок 1 Этапы установки утсройства купол-сепаратор
В первую очередь необходимо выяснить, каким образом изменяется температура в струе. для этого используем следующее соотношение[4,5]:
математический водоем утечка углеводород
где Tw -- температуры окружающей воды, T0, -- температура нефти и газа, V0 -- дебит нефти и газа, V -- объемный расход.
Согласно расчетам по струе (которые приведены на рис. 2) можем сделать вывод, что уже на высоте z*=2.4 м ( на которой температура становится ниже равновесной температуры гидратообразования) начинает образовываться гидрат. Это будет учитываться при дальнейших расчетах.
Уравнения сохранения масс:
, (1)
где --
массовый расход нефти, mout -- массовый расход раствора.
Для случая, когда ещё поступает газ: где массовый расход газа.
,
Уравнение сохранения массы газа и нефти для соответствующих слоев:
Рисунок 2 Температура струи
Уравнения сохранения энергии:
, (2)
(3)
где -- температура «поступающей» нефти.
Количество пузырьков в слое нефти:
Уравнение сохранения энергии для слоя газа примет вид:
(4)
Координаты раздела слоев в куполе найдем из соотношения:
,
. (5)
На рис.3 представлено изменение координат разделов.
Рисунок 3 Зависимость координаты раздела слоев газа и нефти (1), нефти и раствора (2), раствора и воды (3) от времени для всего процесса установки купола
Список литературы
1. Гималтдинов И.К., Кильдибаева С.Р. К теории начального этапа накопления нефти в куполе-сепараторе // Теплофизика и Аэромеханика. - 2015. - Т.22, №3. - С. 401-406.
2. Гималтдинов И.К., Кильдибаева С.Р. Математическая модель купола, предназначенного для устранения утечек углеводородов // Нефтегазовое дело. - 2014. - № 4. С. 104-112.
3. Уразов Р.Р., Чиглинцев И.А., Насыров А.А. Влияние толщины стенки отводящей трубки на гидратообразование при отборе газа из «купола-сепаратора» // Вестник Башкирского университета. 2017. Т. 22. № 2. С. 330-335.
4. Кильдибаева С.Р., Гималтдинов И.К. Динамика многофазной затопленной струи с учетом образования гидратов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. - 2015. - Т. 1. № 3 (3). - С. 92-101.
5. Кильдибаева С.Р. Моделирование течения углеводородов в затопленной струе // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 6. - С. 1697.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Статические детерминированные модели управления запасами. Задача о замене оборудования. Модель Солоу, золотое правило накопления. Оптимальное распределение ресурсов между предприятиями (отраслями) на n лет. Мультипликативная производственная функция.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 22.09.2015Основные понятия математической статистики. Нахождение коэффициента эластичности модели. Проведение экономического анализа, составление прогноза и построение доверительной области. Вычисление зависимости показателя от фактора. Проверка созданной модели.
контрольная работа [173,9 K], добавлен 19.06.2009Особенности управления состоянием сложных систем. Способы нахождения математической модели объекта (системы) методом площадей в виде звена 2-го и 3-го порядков. Формы определения устойчивости ЗСАУ. Нахождение переходной характеристики ЗСАУ и основных ПКР.
курсовая работа [112,5 K], добавлен 04.02.2011Построение уравнения регрессии, учитывающего взаимодействия факторов, проверка полученной модели на адекватность. Построение математической модели и нахождение численных значений параметров этой модели. Вычисление коэффициентов линейной модели.
курсовая работа [1005,0 K], добавлен 07.08.2013Построение экономической модели по оптимизации прибыли производства. Разработка математической модели задачи по оптимизации производственного плана и её решение методами линейного программирования. Определение опорного и оптимального плана производства.
дипломная работа [311,3 K], добавлен 17.01.2014Линеаризация математической модели регулирования. Исследование динамических характеристик объекта управления по математической модели. Исследование устойчивости замкнутой системы управления линейной системы. Определение устойчивости системы управления.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.08.2013Построение имитационной схемы для модели Солоу и прослеживание ее динамики на протяжении 30 лет. Вычисление стационарного значения фондовооруженности. Проверка "золотого правила накопления". Изучение поведения модели при смене некоторых параметров.
лабораторная работа [722,3 K], добавлен 11.12.2012Построение математической модели выбранного экономического явления методами регрессионного анализа. Линейная регрессионная модель. Выборочный коэффициент корреляции. Метод наименьших квадратов для модели множественной регрессии, статистические гипотезы.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.05.2015Описание объекта регулирования температуры жидкости на выходе теплообменника. Составление математической логической аналитической модели системы автоматического управления. Исследование типа и рационального значения параметров настройки регулятора.
курсовая работа [232,3 K], добавлен 22.03.2015Особенности формирования математической модели принятия решений, постановка задачи выбора. Понятие оптимальности по Парето и его роль в математической экономике. Составление алгоритма поиска парето-оптимальных решений, реализация программного средства.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 11.06.2011Роль экономико-математических методов в оптимизации экономических решений. Этапы построения математической модели и решение общей задачи симплекс-методом. Составление экономико-математической модели предприятия по производству хлебобулочных изделий.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 09.07.2015Построение математической модели, максимизирующей прибыль фирмы от реализации всех сделок в виде задачи линейного программирования. Сущность применения алгоритма венгерского метода. Составление матрицы эффективности, коэффициентов затрат и ресурсов.
контрольная работа [168,7 K], добавлен 08.10.2009Особенности и методики моделирования специализации отраслей сельскохозяйственного предприятия. Обоснование эффективности использования ресурсов в CПК "Яглевичи". Структурная экономико-математическая модель, исходная информация. Анализ результатов решения.
курсовая работа [154,4 K], добавлен 18.01.2016Структура многоуровневой системы. Математическая модель конфликтной ситуации с выбором описания и управляющих сил. Понятия стабильности и эффективности. Оценка конкурентоспособности производственного предприятия на основе статической модели олигополии.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 23.09.2013Основными типами безработицы являются фрикционная, структурная и циклическая. Совокупность занятых и безработных образует рабочую силу. Лица, не имеющие работы и активно ее не ищущие, считаются выбывшими из состава рабочей силы. Модель is-lm.
курсовая работа [103,9 K], добавлен 05.04.2003Производственно-экономическая характеристика хозяйства. Динамика и структура основных и оборотных фондов. Трудовой потенциал предприятия. Специализация, интенсификация производства. Разработка экономико-математической модели оптимизации кормопроизводства.
курсовая работа [44,8 K], добавлен 31.01.2012Построение экономико-математической модели задачи, комментарии к ней и получение решения графическим методом. Использование аппарата теории двойственности для экономико-математического анализа оптимального плана задачи линейного программирования.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 27.03.2008Модели древостоев, особенности их разработки для решения проблем лесного хозяйства. Статистическая совокупность и ее свойства. Исходная информация - сбор и репрезентативность. Выбор регрессионного уравнения для выявления зависимости диаметра от высоты.
курсовая работа [388,1 K], добавлен 17.11.2012Сущность экономико-математической модели, ее идентификация и определение достаточной структуры для моделирования. Построение уравнения регрессии. Синтез и построение модели с учетом ее особенностей и математической спецификации. Верификация модели.
контрольная работа [73,9 K], добавлен 23.01.2009Разработка математической модели газо-турбинной установки в Mathcad 14. Схема и принцип работы газотурбинной установки, тепловая нагрузка. Определение оптимального значения целевой функции оптимизации, графики ее зависимости от варьируемых параметров.
лабораторная работа [2,0 M], добавлен 01.12.2013
