|
75 длины турбулизации 1х от частоты. Из экспериментальных результатов следует, что с ростом интенсивности акустического поля растет приращение температуры. Как следует из формулы (2.42), с увеличением интенсивности акустического поля в открытых порах растет значение потока флюида через среду (количество выжимаемой жидкости). Для закрытых пор с увеличением интенсивности акустического поля увеличивается относительная скорость движения флюида за счет несинфазных колебаний. При фиксированной частоте /х пропорциональна интенсивности акустического поля, но, естественно, /х не может быть больше диаметра поры. Поэтому, если интенсивности выше определенных значений, /х, становится порядка диаметра поры. В результате внутрипоровая турбулизация в закрытых порах при этих условиях от интенсивности не зависит. Представленная зависимость (2.42) качественно согласуется с экспериментальными результатами. С увеличением теплосодержания выжимаемого и турбулизуемого флюида увеличивается приращение количества переносимого тепла, т. е. теплопроводность насыщенной пористой среды. Сравнительно большое значение прироста температуры в сухом песке, вероятно, объясняется большей сжимаемостью его скелета при сравнительно небольшой теплопроводности и небольшой вязкости воздуха. Помимо перечисленных параметров, на увеличение эффективной теплопроводности в насыщенных пористых средах влияет также значение мощности нагрева. Действительно, если полагать, что процесс интенсификации теплообмена в сильном звуковом поле зависит (при данной акустической мощности) от распределения температуры по радиусу, то ясно, что с увеличением мощности нагревателя увеличивается и температурный градиент, т. е. и эффект АТ*. Подводя итог, можно сделать вывод, что, начиная с определенных интенсивностей, акустическое воздействие в насыщенной пористой среде |
он возрастает. С увеличением частоты увеличивается несинфазность движения флюида и скелета, т. е. происходит более интенсивная турбулизация флюида в порах, которая, в свою очередь, ведет к росту интенсивности прогрева насыщенного пористого тела. При дальнейшем увеличении частоты и акустического поля уменьшается толщина вязкого пограничного слоя (пропорционально 4со ), а основная масса жидкости продолжает двигаться в противофазе со скелетом, поэтому кривая зависимости ДТ частоты должна выполаживаться. Экспериментально полученная зависимость ДТ от частоты качественно согласуется с приведенной формулой. Уменьшение ДТ с дальнейшим ростом частоты (по сравнению с теоретическим выполаживанием) связано с уменьшением интенсивности акустического поля в точке измерения из-за большего поглощения. Используя теорию М. А. Био, можно ожидать, что зависимость от частоты (при больших частотах), помимо члена (°*'■-, выражающего V количественно явление турбулизации, будет проявляться в зависимости длины турбулизации 1т от частоты. Из экспериментальных результатов следует, что с ростом интенсивности акустического поля растет приращение температуры. Как следует из формулы (2.42), с увеличением интенсивности акустического поля в открытых порах растет значение потока флюида через среду (количество выжимаемой жидкости). Для закрытых пор с увеличением интенсивности акустического поля увеличивается относительная скорость движения флюида за счет несинфазных колебаний. При фиксированной частоте /х пропорциональна интенсивности акустического поля и не может быть больше диаметра поры. Поэтому, если интенсивность выше определенных значений, /т. становится порядка диаметра поры. В 75 результате внутрипоровая турбулизация в закрытых порах при этих условиях от интенсивности не зависит. Представленная зависимость (2.42) качественно согласуется с экспериментальными результатами. С увеличением теплосодержания выжимаемого и турбулизуемого флюида увеличивается приращение количества переносимого тепла, т. е. теплопроводность насыщенной пористой среды. Сравнительно большое значение прироста температуры в сухом песке, вероятно, объясняется большей сжимаемостью его скелета при сравнительно небольшой теплопроводности и небольшой вязкости воздуха. Помимо перечисленных параметров, на увеличение эффективной теплопроводности в насыщенных пористых средах влияет также значение мощности нагрева. Действительно, если полагать, что процесс интенсификации теплообмена в сильном звуковом поле зависит (при данной акустической мощности) от распределения температуры по радиусу, то ясно, что с увеличением мощности нагревателя увеличивается и температурный градиент, т. е. и эффект ДТ*. Подводя итог, можно сделать вывод, что, начиная с определенных интенсивностей, акустическое воздействие в насыщенной пористой среде «включает» имеющиеся «резервы» теплопроводности. При небольших значениях интенсивности акустического поля основную роль играют процессы периодической внутрипоровой и межпоровой турбулизации, связанные с турбулентным периодическим движением флюида относительно скелета породы и вызывающие повышение теплопроводности насыщенных пористых коллоидных и капиллярнопористых сред. С ростом интенсивности увеличивается действие тепломассопереноса за счет направленной фильтрации горячей жидкости. Рассмотрим особенности термоакустического поля в конкретной геометрии с учетом конструкции скважины. Выбор уравнений (2.41), (2.44) и (2.45), описывающих распространение тепла при акустическом воздействии в коллоидной и капиллярно-пористой средах, физически 76 |