Моделювання компонентів змішаного потоку свердловинного струминного насоса

Анотація

На основі використання математичного апарату теорії функцій комплексної змінної запропоновано метод моделювання поширення робочого потоку в проточній частині струминного насоса для умов його обертання в свердловині у вигляді поєднання точкового витоку та вихору. Поєднанням  часткових розв’язків диференціальних рівнянь руху елементарних радіального та циркуляційного потоків встановлена структура гідродинамічної функції комплексної змінної комбінованого потоку. Дослідження отриманої характеристичної функції дозволило оцінити вплив зміщення центрів витоку та вихору на характеристики ежекційної системи та врахувати неспіввісність та асиметричне розміщення елементів проточної частини струминного насоса. Швидкість комбінованого потоку зважаючи на аналітичність функції комплексного потенціалу визначаємо шляхом її диференціювання. Для симетричного поля швидкостей максимальне значення її горизонтальної складової відповідає осі камери змішування струминного насоса. Збільшення величини одностороннього зміщення вихору викликає зростання швидкості поширення радіально-циркуляційного потоку. Максимальна величина швидкості поширення асиметричного радіально-циркуляційного потоку відповідає односторонньому одночасному зміщенню витоку та вихору в проточній частині струминного насоса. Взаємна конфігурація ліній течії радіального та циркуляційного потоку визначає характер результуючого гідродинамічного поля комбінованого потоку. Лінії течії двовимірного та просторового симетричного радіального потоку визначаються відповідно серією прямих, що проходять через центр координат та сукупністю меридіальних  площин. Для вихрового двовимірного та тривимірного симетричного потоку лінії течії визначаються відповідно серією концентричних кіл та сфер з початком координат в центрі витоку. Витрата рідини є постійною вздовж ліній та площин течії і змінюється при переході до сусіднього гідродинамічного елемента. Зважаючи на отриману конфігурацію ліній та площин течії частинки рідини радіально-циркуляційного потоку рухаються від центру витоку до периферії за плавнозмінними спіралеподібними траєкторіями.