Научно-исследовательский семинар по многофазным средам

Понятие гомогенных и гетерогенных систем. Химически однородные компоненты. Фазы. Агрегатные состояния.
Гипотеза сплошности. Понятие макроскопически малого объема. Интенсивные и экстенсивные параметры. Введение средних параметров. Скорости диффузии.
Химические реакции и фазовые переходы. Термодинамические условия равновесия для адиабатических, изотермических и изотермически изобарических систем.
Условия равновесия фаз. Правило фаз. Фазовые переходы 1-го и 2-го рода.
Равновесные фазовые переходы 1-го рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Теплота фазового перехода.
Неравновесные фазовые переходы. Модель Герца-Кнудсена.
Особые свойства поверхностной фазы. Поверхностное натяжение. Неаддитивность термодинамических функций по массе. Аддитивность по фазе.
Условия сохранения потоков массы, импульса и энергии на поверхностях разрывов в многокомпонентных средах.
Граничные условия сохранения потоков массы, импульса и энергии на поверхностях раздела фаз в многокомпонентных средах.
Рождение энтропии на поверхности разрыва. Типы разрывов. Контактные разрывы. Перетекание массы через поверхность разрыва.
Теорема о дифференцировании интеграла, взятого по подвижному объему в многокомпонентных средах (Теорема переноса).
Закон изменения массы для компонентов и фаз в смеси. Уравнение неразрывности для смеси в целом. Условие согласования. Вывод уравнений для подвижного и фиксированного объемов.
Закон изменения количества движения для многокомпонентных и многофазных систем. Макроскопические и микроскопические вязкие напряжения в многофазных средах. Условия равновесия для многокомпонентных и для многофазных сред.
Уравнение изменения полной энергии для гомогенной многокомпонентной смеси. Уравнение притока тепла. Изменение энтропии в многокомпонентной смеси. Соотношение Гиббса.
Уравнения изменения энергии фаз в гетерогенной системе.
О замыкании задач механики многофазных сред. Определение межфазных взаимодействий из решений локальных задач. Начальные и граничные условия.
Фильтрация жидкости в пористой среде. Уравнения Дарси. Влияние капиллярных сил.
Основные понятия теории фильтрации: пористая среда, пористость, просветность, скорость фильтрации, проницаемость. Закон Дарси. Простейшие модели пористых сред.
Фильтрация смесей нескольких жидкостей, учёт капиллярных эффектов, капиллярное давление, функция Леверетта, влияние типа смачиваемости на процесс вытеснения.
Неустойчивость, возникающая при вытеснении вязкой жидкости из пористой среды, механизм возникновения неустойчивости, факторы влияющие на развитие неустойчивости.
Решение задач: прямолинейно-параллельное фильтрационное течение, плоскордиальное фильтрационное течение, поршневое вытеснение.
Основы численного моделирования фильтрационных процессов, двумерная программа моделирующая вытеснение вязкой жидкости из пористой среды, описание работы с программой.
Исследование влияния отношения вязкостей на процесс вытеснения: практическая работа с программой
Исследование влияния числа Пекле на процесс вытеснения: практическая работа с программой.
Исследование зависимости коэффициента извлечения нефти от параметров контролирующих капиллярные эффекты.
Эксперименты по вытеснению модели нефти из образца керна на установке ПЛАСТ-АТМ10.
Численный расчёт процессов вытеснения с параметрами соответствующими эксперименту, подбор параметров, отвечающих за капиллярные эффекты, сравнение результатов с экспериментальными данными: практическая работа с программой.
Введение безразмерного параметра, характеризующего сморщенность поверхности раздела фаз при неустойчивом вытеснении.
Модели жидкостей с пузырьками газа и пара. Динамика одиночного пузырька, уравнения Рэлея-Ламба. Роль силы присоединенных масс при описании динамики пузырьковых жидкостей.
Волны вскипания в перегретых жидкостях. Аналогия с волнами горения.