Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости

Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости

В работе выполнен обзор расчетных методик, которые позволяют определить параметры волны давления при электрическом разряде в воде на некотором расстоянии от канала разряда....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2017
1. Verfasser: Смирнов, А.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2017
Schriftenreihe:Геотехнічна механіка
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158610
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости / А.П. Смирнов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 23-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-158610
record_format dspace
spelling irk-123456789-1586102019-09-09T01:25:14Z Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости Смирнов, А.П. В работе выполнен обзор расчетных методик, которые позволяют определить параметры волны давления при электрическом разряде в воде на некотором расстоянии от канала разряда. В роботі виконано огляд розрахункових методик, які дозволяють визначити параметри хвилі тиску при електричному розряді у воді на деякій відстані від каналу розряду. The research paper provides the review of calculation methods enabling to determine parameters of pressure wave at the electric discharge in water at a certain distance from the discharge channel. 2017 Article Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости / А.П. Смирнов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 23-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158610 537.528 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description В работе выполнен обзор расчетных методик, которые позволяют определить параметры волны давления при электрическом разряде в воде на некотором расстоянии от канала разряда.
format Article
author Смирнов, А.П.
spellingShingle Смирнов, А.П.
Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
Геотехнічна механіка
author_facet Смирнов, А.П.
author_sort Смирнов, А.П.
title Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
title_short Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
title_full Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
title_fullStr Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
title_full_unstemmed Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
title_sort методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2017
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/158610
citation_txt Методы определения параметров волн давления, генерируемых электрическим разрядом в жидкости / А.П. Смирнов // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпро: ИГТМ НАНУ, 2017. — Вип. 136. — С. 23-33. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv AT smirnovap metodyopredeleniâparametrovvolndavleniâgeneriruemyhélektričeskimrazrâdomvžidkosti
first_indexed 2025-07-14T11:10:19Z
last_indexed 2025-07-14T11:10:19Z
_version_ 1837620442803732480
fulltext ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 23 УДК 537.528 Смирнов А. П., канд. техн. наук (ИИПТ НАН Украины) МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОЛН ДАВЛЕНИЯ, ГЕНЕРИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАЗРЯДОМ В ЖИДКОСТИ Смірнов О. П., канд. техн. наук (ІІПТ НАН України) МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ХВИЛІ ТИСКУ, ЯКА ГЕНЕРУЄТЬСЯ ЕЛЕКТРИЧНИМ РОЗРЯДОМ У РІДИНІ Smirnov O. P., Ph.D. (Tech.) (IPPT NAS of Ukraine) METHODS FOR DETERMINING PARAMETERS OF WAVE PRESSURE GENERATED BY ELECTRICAL DISCHARGE IN THE FLUID Аннотация. В работе выполнен обзор расчетных методик, которые позволяют опреде- лить параметры волны давления при электрическом разряде в воде на некотором расстоянии от канала разряда. Отмечено разнообразие используемых в научной литературе подходов: математическое моделирование, эмпирические и полуэмпирические расчетные модели и вы- ражения. При начальных условиях, которые соответствуют параметрам электроразрядного способа интенсификации добычи нефти, выполнено сравнение амплитудного значения вол- ны давления, рассчитанного при помощи выбранных расчетных методик, с эксперименталь- ными данными. Отмечено, что при индуктивности разрядного контура 4 мкГн наблюдается хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных. При малой индуктивности разрядного контура (0,9 мкГн) отмечается несовпадение расчетных результатов, полученных с помощью некоторых методик, от данных физического эксперимента. Ключевые слова: электрический разряд в жидкости, волна давления, амплитуда волны давления. Введение. В настоящее время электроразрядные технологии, базирующиеся на высоковольтном электрическом разряде в конденсированных средах, полу- чили достаточно широкое применение в различных отраслях промышленности: металлургии (очистка литья, обработка расплавов), машиностроении и химиче- ской промышленности, строительстве, топливно-энергетическом комплексе, нефтедобывающей и ряде других [1]. Электроразрядные технологии характеризуются комплексным воздействием различных факторов на объект обработки, но во многих из них основным дей- ствующим фактором является волна давления (импульс давления), которая воз- никает и распространяется в жидкости при осуществлении в ней электрическо- го разряда [2-4]. Поэтому, для того, чтобы повысить эффективность техноло- гии, провести ее усовершенствование, необходимо детальное изучение пара- метров и характеристик генерируемой электрическим разрядом волны давле- ния, рассмотреть ее распространение в жидкости. Исследование распростране- ния волны давления в жидкости при электрическом разряде возможно с помо- ________________________________________________________________________________ © А.П. Смирнов, 2017 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 24 щью методов физического и математического моделирования. При выборе ме- тода исследования необходимо учитывать требуемое время на получение ре- зультата, необходимую точность, возможные материальные затраты. Так все математические методы позволяют получить результат быстрее, с меньшими материальными и временными затратами, но, к сожалению, наличие допуще- ний и предположений снижает их точность и соответствие реальным условиям. Существует несколько подходов математического моделирования, которые позволяют рассчитать поля давления в жидкости при электрическом разряде в воде, каждый из них характеризуется своей точностью, и временными затрата- ми. При этом особый интерес представляет сравнение результатов, полученных с помощью различных расчетных методов. В большинстве случаев необходимость расчета параметров волны давления в жидкости при электрическом разряде носит прикладной характер. Поэтому данная работа выполнена с привязкой к реально существующей электроразряд- ной технологии - электроразрядному способу интенсификации добычи нефти [5-7]. Учитывая все вышесказанное целью данной работы является обзор и срав- нение различных способов определения параметров волны давления, генериро- ванной электрическим разрядом в жидкости, применительно к электроразряд- ному способу интенсификации добычи нефти. Волна давления при электрическом разряде в воде. Электрический раз- ряд в жидкости инициируется пробоем межэлектродного промежутка под дей- ствием электрического напряжения, возникающего на электродах при подклю- чении к ним заряженного конденсатора, в результате чего образуется плазмен- ный канал разряда. После этого разрядный ток, достигающий десятков килоам- пер, разогревает плазму на начальной стадии разряда до температуры порядка 10 4 К. Разогрев плазмы вызывает повышение давления в канале разряда. Под действием повышенного давления канал расширяется. Давление в канале раз- ряда может достигать величин порядка 10 8 Па. Давление в канале в процессе разряда проходит через максимум: на начальной стадии разряда давление в ка- нале возрастает, несмотря на увеличение его объема, и спадает лишь к концу разряда. Расширение канала происходит и после окончания выделения энергии. Первоначально это проистекает под действием внутреннего давления, превы- шающее внешнее гидростатическое давление, а затем уже благодаря инерции потока жидкости. На послеразрядной стадии происходит превращение канала в пузырь. Время жизни парогазового пузыря (ПГП) в открытом объеме жидкости при нормальном давлении достигает нескольких миллисекунд и сопровождает- ся несколькими последовательными затухающими пульсациями. Расширение канала на стадии разряда и последующие пульсации пузыря сопровождаются излучением волн сжатия и разрежения. Волны сжатия излучаются на стадии разряда и при последующем схлопывании пузыря, когда высокое давление в канале, а затем в сжатом пузыре, вызывает уплотнение прилегающих слоев жидкости. Волны сжатия чередуются с относительно длинными волнами раз- режения, которые излучаются на стадиях, когда давление в пузыре ниже гидро- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 25 статического [8]. На рис. 1 представлено схематическое изображения волны давления (Р) по временной (t) и пространственной (r) координате, генерируемой электрическим разрядом в жидкости [2]. Рисунок 1 – Схематическое изображение волны давления при электрическом разряде в жидко- сти [2] Передняя граница волны давле- ния называется фронтом волны дав- ления, пространственную протя- женность волны сжатия принято называть длиной волны (на рис.1 - λ). Она меньше протяженности зоны разрежения. Время действия поло- жительного избыточного давления в данной точке пространства (τ) назы- вают периодом волны. По мере уда- ления от источника инициирования фронт ударной волны уменьшается, а ее длина увеличивается. Известно, что энергия положительной фазы волны давления, вызванная подвод- ным искровым разрядом, является мерой ее полезной работы [8]. Энергия, выделяющаяся в канале разряда, расхо- дуется в основном на работу, совершаемую каналом при расширении (на это расходуется примерно половина всей энергии). Работа, совершаемая каналом, подразделяется на энергию волны сжатия, излучаемую на стадии разряда, и на энергию пульсации газового пузыря. Энер- гия пульсаций постепенно расходуется на излучение волн сжатия и разрежения, а также на другие потери. Методы расчета полей давления в жидкости при подводном электриче- ском разряде. В литературе для расчета параметров волны давления при элек- трическом разряде в воде используется несколько подходов. В основе первого подхода лежит численное решение системы дифференци- альных уравнений. Примером может служить работа [9]. В ней процессы в раз- рядном контуре и канале разряда описываются согласно [4]: уравнения баланса напряжений в разрядном контуре (1); уравнения баланса энергии (2); уравнения гидродинамики, определяющей связь давления в канале разряда с кинематиче- скими характеристиками его контактной границы (3); уравнения (4), которое определяет связь между сопротивлением канала разряда и удельной электро- проводностью плазмы. Для описания распространения волны давления в жид- кости используется одномерное волновое уравнение (5) [10]. 0/)( UCqRRI dt dI L зкнк , (1) где ./ dtdqI з ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 26 l RI dt dS p dt Spd к к K кк 1 1 1)( 2 , (2) 2 0 5.0 5.0 2 2 0 8 ln 2 dt dS SS l dt Sd p к кк к к , (3) ккSp Al R к 1 . (4) 2 2 22 2 11 tcrrr вddd , (5) В соотношениях (1) - (5): I - ток разряда, А; L - индуктивность электриче- ской цепи, Гн; C - емкость конденсаторной батареи, Ф; U0 - напряжение к началу канальной стадии, В; Rк, - сопротивление канала раз- ряда, Ом; Rкн - сопротивление шин разрядного контура, Ом; qз - электрический заряд, Кл; l – расстояние между электродами, м; pk - давление в канале разряда, Па; Sk - площадь поперечного сечения канала разряда, м 2 ; - эффективный показатель адиабаты плазмы канала (γ=1,26); ρ0 - плотность покоящейся жидкости, кг/м 3 ; A - искровая постоянная (для слу- чая самопробоя А=10 5 В 2 с/м 2 ), В 2 ·с·м -2 ; t – время, с; - потенциал скоростей движения жидкости, м 2 /с; rd – пространственная координата, м; св – скорость звука в скважинной жидкости, м/с. Для определения профиля волны может быть также использован полуэмпи- рический метод расчета гидродинамических параметров волн давления [12], который позволяет определить амплитуду волны давления в жидкости при электрическом разряде (в экваториальной плоскости канала разряда) при нор- мальном гидростатическом давлении (0,1 МПа). Авторы разделяют три зоны распространения волны давления: - ( ) 2,5Na r l - распространяется цилиндрическая волна давления; - 2,5 5,5l r l - зона перехода цилиндрической волны давления в сфериче- скую; - 5,5 200l r l - зона распространения сферической волны давления. системой выражений (6): 0,5 0,5 max 1 1,1 ( ) 2,5 ( ) 1,3 (1 0,1 / ) 2,5 5,5 1,7 5,5 200 N M l r при a r l P P b r r l при l r l П r при l r l , (6) где )( 1 6,037,0 )( 0 5,0 3 2 3,0 1 bb ; Marr / ; 6,0)/( Ml alП ; ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 27 4/1 0 22 0 l LCU aM ; )47,1exp(22,173,0 32/3 ; 5,122 233,0 0 6,037,0 1)85,01( 2 1 )(b ; 5,0 2 00 Ll U PM ; ДРдляLgП КРдляП К К )3,01(2,1 )( 3/12 (КР – короткий разряд, ДР – длинный разряд); LCU Al ПК 2 0 2 ; r – расстояние от оси разряда до точки определения максималь- ного значения давления, м; l – расстояние между электродами, м; a(τN) - радиус канала разряда в момент достижения мощности максимума. Короткий и длинный разряд различаются по величине характерного време- ни выделения энергии (τ*, с): для КР – τ*≤ от 30 до 40 мкс; для ДР – τ*>40 мкс; LC* ; Эта полуэмпирическая модель позволяет оценочно определить временной профиль воны давления 1,0/ max 10 t Рtp , (7) где τ0.1 – время десятикратного спада давления, с; 0,25 0,1 10,74 r ; ДРдля КРдля )2/1( )1( 4 * 3 * 1 . Представленная в работе [12] методика позволяет, как уже говорилось вы- ше, определить амплитуду волны давления в экваториальной плоскости. В слу- чае необходимости определения давления в точке, удаленной от экваториаль- ной плоскости, можно воспользоваться выражением (8) )1) 1 ( 2,3 )(0(maxmax РP , (8) где υ - угол отклонения от экваториальной плоскости разряда, рад; Pmax(0) - ам- плитуда волны давления в экваториальной плоскости к каналу разряда. Помимо вышеприведенных подходов, существует еще ряд зависимостей, которые позволяют определить амплитуду волны давления, генерируемой элек- трическим разрядом в жидкости. Так в работе [8] приведены зависимости для давления в волне сжатия. При этом рассматриваются разные модели разряда: - для сферической модели разряда, который характеризуется условием, что длина разрядного промежутка (l, м) мала по сравнению с характерным радиу- сом канала (R0, м), а тот в свою очередь мал по сравнению с длиной волны (λ, ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 28 м), т.е. выполняется условие – l« R0 « λ (в процессе разряда форма канала близ- ка к сферической) амплитуда волны давления по порядку величин определяется формулой 1 6 5 3 max 2 1 10 CU P r L , (9) где (соблюдая авторские обозначения и систему измерений) Pmax – давление в жидкости на некотором расстоянии от источника, атм; С – емкость конденса- торной батареи, ф; U – пробивнее напряжение, В; L – индуктивность разрядной цепи, Гн; r – расстояние от оси разряда до точки определения давления, см; - если выполняется условие R0 « l « λ (канал имеет вытянутую форму, для описания используется модель короткого цилиндра), то амплитуда волны дав- ления в плоскости, перпендикулярной к оси канала разряда и проходящей через его середину, определяется выражением (10). В выражении (10) l – длина раз- рядного промежутка, в авторской редакции измеряется в см. Остальные вели- чины и их единицы измерения идентичны как в выражении 9). Надо отметить, что при электроразрядном способе декольматации реализуется именно эта мо- дель цилиндра; 4 max 10 U l P r L ; (10) - при условии R0 « λ « l может быть рассмотрена модель длинного цилиндра. В этом случае амплитуда волны давления в экваториальной плоскости, можно определить по формуле 2 0 0 max 2 *2 R l P r . (11) Еще один подход описан в работах [11, 13]. В нех представлены эмпириче- ские зависимости для определения амплитуды волны давления на различных расстояниях от источника возмущения (электрического разряда в жидкости), которые также разбиты на три диапазона по расстоянию от источника разряда 8/58/3 4/14/5 0 8/3 01 max )( lLr CUПb P к , при r≤2,5l (12) 8/58/3 4/14/5 0 8/3 01 max )1,01)((33,1 lLr CU l rПb P к , при 2,5l ˂ r≤5,5l (13) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 29 8/31,1 4/14/5 0 8/3 01 max )(33,1 Lr CUПb P к , при 5,5l ˂ r≤200l (14) где безразмерная функция , а в случае колебательных разрядов В дальнейшем представленная в работе [11] теория получила свое развитие в работе [12], которая была описана выше. Существует ряд экспериментально полученных зависимостей, которые поз- воляют определить амплитуду волны давления [2, 14, 15]. Например, в работе [14] представлено эмпирическое выражение, которое позволяет определить давление в Бар 1 1max bEkP , (15) где Eb=0.5(CUb) 2 – энергия, выделившаяся в канале разряда, кДж; Ub - напряже- ние пробоя, В; k1, α1 - параметры зависящие от длины межэлектродного проме- жутка и расстояния от датчика давления до канала разряда. Исследователями в своей работе [15] использовано выражение, которое од- новременно учитывает влияние гидростатического давления 22 2max bEdkP , (16) где k2 - коэффициент, зависящий от гидростатического давления; α2, β2 - коэф- фициенты передачи волны давления, с учетом влияния гидростатического дав- ления; d - расстояние от канала разряда до датчика давления. Однако, как для выражения (15), так и для выражения (16) необходимо экс- периментальное определение коэффициентов, входящих в вышеприведенные зависимости, так как приведенные в работах [14-15] коэффициенты имеют строгую привязку к условиям проведения эксперимента в данных работах. Сравнение различных способов определения амплитуды волны давле- ния. Выполненный обзор научной литературы показал разнообразие применя- емых подходов для определения параметров волны давления при электриче- ском разряде в жидкости. В результате анализа было принято решение, что для выполнения дальнейших исследований волны давления при электрическом раз- ряде в воде будут использованы: - система дифференциальных уравнений (1-5); - полуэмпирическая методика расчета (6); - зависимости (9-10). В качестве параметра волны давления, по которому выполнялось сравнение различных расчетных методик, была выбрана ее амплитуда, как величина опре- деляющая эффективность механического действия волны давления при элек- трическом разряде в жидкости [12]. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 30 В качестве начальных условий исследования были выбраны параметры близкие к параметрам электроразрядного оборудования для интенсификации добычи нефти [5-7]. Это позволит определить амплитуду волны давления около стенки скважины, что может быть использовано при дальнейшем исследовании волновых процессов в горной породе околоскважинной области: - емкость конденсаторной батареи 2,324 мкФ; - индуктивность разрядного контура, как и в работе [16], принималось два значения 0,9 мкГн и 4 мкГн; - зарядное напряжение 30 кВ. При расчетах принимались 10% потери энер- гии на предпробивной стадии, соответственно напряжение пробоя ≈28,5 кВ; - сопротивление разрядного контура 0,08 Ом; - длина межэлектродного промежутка 0,025 м; - расстояние от канала разряда до расчетной точки 0,06 м. Полученные расчетным путем, результаты были сравнены с эксперимен- тальными данными [16]. Полученные результаты расчета и экспериментальные данные [16] приведе- ны в таблице 1. Здесь же представлено и отклонение результатов расчета от экспериментальных данных, рассчитанных по выражению ΔP=((Pmax_э- Pmax_р)/ Pmax_э)·100%, (17) где Pmax_э - экспериментально полученная амплитуда волны давления, МПа; Pmax_р - амплитуда волны давления, полученная расчетным путем, МПа. Таблица 1 - Сравнение различных методик определения амплитуды волны давления при электрическом разряде в жидкости на расстоянии 0,06 м от источника L, мкГн Pmax, МПа ΔP, % Математическая модель (1-5) 0,9 41,61 -11,55 4 24,71 23,02 Полуэмпирическая методика (6) 0,9 72,61 -94,66 4 37,76 -17,63 Расчет по выражению (10) 0,9 79,17 -112,25 4 37,55 -16,98 Экспериментальные данные [16] 0,9 37,3 4 32,1 Анализируя данные, представленные в таблице 1, видно, что все расчетные методики показывают удовлетворительное совпадение результатов расчета и экспериментальных данных при исследовании режима с индуктивностью 4 мкГн. Уменьшение индуктивности при неизменности остальных параметров, ожи- даемо приводит к росту амплитудного значения генерированной волны давле- ния. В то же время на режиме с малой индуктивностью (0,9 мкГн) удовлетвори- тельное совпадение результатов расчета с экспериментальными данными наблюдается только при использовании системы уравнений (1-5), другие рас- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 31 четные методики показали отклонение от экспериментальных результатов до 2 раз. Полученный результат удовлетворительно согласуется с данными приве- денными авторами полуэмпирической методики (6) в [12]. Там ими было пока- зано, что на режимах с малой индуктивностью (в работе [12] - 0,8 мкГн) наблю- дается большее отклонение от экспериментальных результатов, чем на режимах с большей индуктивностью (в работе [12] авторами приведены данные для ре- жимов с индуктивностью от 2,25 мкГн до 15 мкГн). Выводы. В данной работе был выполнен обзор некоторых существующих методов расчета параметров волны давления, генерированной электрическим разрядом в жидкости применительно к электроразрядной технологии интенси- фикации добычи нефти. Он показал разнообразие существующих методик: применяются методы математического моделирования, полуэмпирические и эмпирические методики. По результатам анализа для дальнейшего анализа бы- ли выбраны система дифференциальных уравнений, полуэмпирическая расчет- ная методика и аналитическое выражение, которые в отличие от эмпирических методов расчета носят более универсальный характер и не требуют проведение дополнительных исследований для определения эмпирических коэффициентов. Сравнение выбранных расчетных методик с экспериментальными данными показало удовлетворительное совпадение на режиме с индуктивностью разряд- ного контура 4 мкГн. Одновременно с этим на режиме 0,9 мкГн наблюдается несовпадение результатов расчета по полуэмпирической методике и аналитиче- скому выражению с результатами эксперимента (до 2 раз), что говорит о необ- ходимости проведения дополнительных исследований. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Вовченко, А.И. 50-летний путь развития: теория и практика электроразрядных процессов / А.И. Вовченко // Физика импульсных разрядов в конденсированных средах: Материалы XVI Между- народной научной конференции, 19 августа - 22 августа 2013 г. - Николаев: КП "Миколаївська облас- на друкарня", 2013. - С. 3-6. 2. Электроразрядные технологии обработки и разрушения материалов / В.И. Курец, М.А. Соловьев, А.И. Жучков [и др.]. - Томск: Издательство Томского политехнического университе- та, 2012. - 272 с. 3. Кудимов, Ю.Н. Электроразрядные процессы в жидкости и кинетика экстрагирования биологи- чески активных компонентов Часть 1. Ударные волны и кавитация / Ю.Н. Кудимов, В.Т. Казуб, Е.В. Голов // Вестник ТГТУ. - 2002. - № 8(2). - С. 253-264. 4. Кривицкий, Е.В. Динамика электровзрыва в жидкости / Е.В. Кривицкий. - Киев: Наукова дум- ка, 1986. - 208 с. 5. Электроразрядная обработка скважин на нефтедобывающих месторождениях Украины / В.Г. Жекул, В.А. Кучернюк, Ю.И. Мельхер [и др.] // Вестник НТУ "ХПИ": Сборник научных трудов: Техника и электрофизика высоких напряжений / НТУ "ХПИ". – Харьков, 2012. –Вып.21. –С. 72-77. 6. Анализ эффективности промышленного применения способа электроразрядного воздействия на призабойную зону скважины с целью интенсификации притока нефти / А.П. Смирнов, И.С. Швец, В. Г. Жекул [и др.] // Геотехническая механика: Межвед. сб. научн. тр. / ИГТМ НАН Украины. - Дне- пропетровск, 2014. - Вып. 114. - С. 132 - 141. 7. Сизоненко, О. Н. Электроразрядный метод воздействия на структуру пористых материалов / О. Н. Сизоненко. - Киев: НПП "Интерсервис", 2015. - 300 с. 8. Наугольных, К. А. Электрические разряды в воде / К. А. Наугольных, Н. А. Рой. - Москва: Наука, 1971. - 155 с. 9. The Study of the Effect of the Electrodischarge Action Modes on Viscous Deposits in Сylindrical ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 32 Channels/ A.P. Smirnov, V. M. Kosenkov, V. G. Zhekul [and etc.] // Surface Engineering and Applied Elec- trochemistry. – 2010. - Vol. 46, No. 3. – P. 237–242. 10. Лепендин, Л.Ф. Акустика/ Л.Ф. Лепендин. – М.: Высшая школа, 1978. – 448 с. 11. Кривицкий, Е.В. Переходные процессы при высоковольтном разряде в воде / Е. В. Кривицкий, В.В. Шамко. - Киев: Наукова думка, 1979. - 208 с. 12. Шамко, В.В. Теоретические основы инженерных расчетов энергетических и гидродинамиче- ских параметров подводного искрового разряда / В.В. Шамко, В. В. Кучеренко. – Николаев: ИИПТ НАН Украины, 1991. – 52 с. – (Препринт / НАН Украины, Институт импульсных процессов и техно- логий; № 20). 13. Гулый, Г.А. Основы разрядноимпульсных технологий / Г.А. Гулый. - Киев: Наукова думка, 1990. - 208 с. 14. Development of subsonic electrical discharges in water and measurements of the associated pressure waves / G. Touya, T. Reess, L. Pécastaing [and etc.] // Journal de Physique D: Applied Physics. - 2006. - 39. - P. 5236–5244. 15. Study of the Electrical Characteristics, Shock-Wave Pressure Characteristics, and Attenuation Law Based on Pulse Discharge in Water / Dong Yan, Decun Bian, Jinchang Zhao [and etc.] // Shock and Vibra- tion. - 2016. - 2016. - Article ID 6412309, 11 p. - doi:10.1155/2016/6412309 16. Экспериментальное исследование волн давления, генерированных электрическим взрывом в закрытом объеме жидкости / Смирнов А.П., Жекул В.Г., Мельхер Ю.И. [и др.]. // Электронная об- работка материалов. - 2017. - № 53(4). - C. 47–52. REFERENCES 1. Vovchenko, A.I. (2013), "The 50-year-old way of development: theory and practice of electrodis- charge processes", Fizika impulsnykh razryadov v kondensirovannykh sredakh: materialy XVI Mezhdu- narodnoy nauchnoy konferentsii (19-22 avgusta 2013) [Physics of Pulse Discharges in Condensed Media": The materials XVI-th International Scientific Conference (August, 19-22, 2013)], Nikolaev, Ukraine, Au- gust, 2013, pp. 3-6. 2. Kurets, V.I., Solovyev, M.A., Zhuchkov, A.I. and Barskaya, A.V. (2012), Elektrorazryadnye tekhnologii obrabotki i razrusheniya materialov [Electrodischarge technologies for processing and destroy- ing materials], Izdatelstvo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, Tomsk, Russia. 3. Kudimov, Yu.N., Kazub, V.T. and Golov, E.V. (2002), "Electric Discharge Processes in Liquid and Extract Kinetics of Biologically Active Components of Biologically Active Components Part I. Shock Waves and Cavitation", Transactions TSTU, vol. 8, no. 2, pp. 253-264. 4. Krivitskiy, E. V. (1986), Dinamika elektrovzryva v zhidkosti [Dynamics of electric explosion in a liq- uid], Naukova dumka, Kiev, Ukraine. 5. Zhekul, V.G., Kuchernyuk, V.A., Melkher Yu.I., Poklonov, S.G., Smirnov, A.P. and Shvets, I. S. (2012), "Electrodischarge treatment of wells at oil fields of Ukraine", Vestnik NTU «HPI». Sbornik nauch- nykh rabot. Seriya: Tekhnika i elektrofizika vysokikh napryazheniy [Bulletin of the national technical univer- sity "KhPI". Series: Technique and Electrophysics of High Voltage], no. 21, pp. 72-77. 6. Smirnov, A. P., Shvets, I. S., Zhekul, V. G., Poklonov, S. G. and Kuchernyuk, V. A. (2014), "Effi- ciency of method of electrical discharge impact on the well-bottom zone for intensifying the oil inflow in terms of industrial application", Geo-Technical Mechanics, no. 114, pp.132-141. 7. Sizonenko, O. N. (2015), Elektrorazryadnyu metod vozdeystviya na strukturu poristykh materialov [Electrodischarge method impact on the structure of porous materials], Interservis, Kiev, Ukraine. 8. Naugolnyh, K. A. and Roy, N. A. (1971), Elektricheskie razryady v vode [Electrical discharges in wa- ter], Nauka, Moscow, Russia. 9. Smirnov, A. P., Kosenkov, V. M., Zhekul, V. G. and Poklonov, S. G. (2010), "The Study of the Ef- fect of the Electrodischarge Action Modes on Viscous Deposits in Сylindrical Channels", Surface Engineer- ing and Applied Electrochemistry, vol. 46, no. 3, pp.237-242. 10. Lependin, L. F. (1978), Akustika [Acoustics], Vysshaya shkola, Moscow, Russia. 11. Krivitskiy, E. V. and . Shamko, V. V. (1979), Perekhodnye protsessy pri vysokovoltnom razryade v vode [Transient processes with high voltage discharge in water], Naukova dumka, Kiev, Ukraine. 12. Shamko, V. V. and Kucherenko, V. V. (1991), Teoreticheskie osnovy inzhenernykh raschetov ener- geticheskikh i gidrodinamicheskikh parametrov podvodnogo iskrovogo razryada [Theoretical basis of engi- neering calculations of energy and hydrodynamic parameters of an underwater spark discharge], IPPT NAS of Ukraine, Nikolaev, Ukraine. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2017. №136 33 13. Gulyj, G. A. (1990), Osnovy razryadnoimpulsnykh tkehnologiy [Fundamentals of discharge-pulse technologies ], Naukova dumka, Kiev, Ukraine. 14. Touya, G., Reess, T., Pécastaing, L., Gibert, A. and Domens, P. (2006), "Development of subsonic electrical discharges in water and measurements of the associated pressure waves", Journal de Physique D: Applied Physics, no. 39, pp. 5236–5244. 15. Dong Yan, Decun Bian, Jinchang Zhao, Shaoqing Niu (2016), "Study of the Electrical Characteris- tics, Shock-Wave Pressure Characteristics, and Attenuation Law Based on Pulse Discharge in Water", Shock and Vibration, vol. 2016, 11 p. doi:10.1155/2016/6412309. 16. Smirnov, A.P., Zhekul, V.G., Melkher, Yu.I., Taftai, E.I., Khvoshchan, O.V. and Shvets, I. S. (2017), "Experimental study of the pressure waves generated by an electrical explosion in a closed volume of fluid", Elektronnaya obrabotka materialov, vol.53, no.4, pp.47-52. ––––––––––––––––––––––––––––––– Об авторе Смирнов Алексей Петрович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник в отделе импульсной обработки дисперсных систем, Институт импульсных процессов и технологий Нацио- нальной академии наук Украины (ИИПТ НАНУ), Николаев, Украина, smirnovap1978@gmail.com. About the author Smirnov Oleksiy Petrovych, Candidate of Technical Sciences (Ph.D), Senior Researcher in Department of Pulse Treatment of Disperse Systems, Institute of Pulse Processes and Technologies under the National Academy of Science of Ukraine (IPPT, NASU), Mykolayiv, Ukraine, smirnovap1978@gmail.com. ––––––––––––––––––––––––––––––– Анотація. В роботі виконано огляд розрахункових методик, які дозволяють визначити параметри хвилі тиску при електричному розряді у воді на деякій відстані від каналу розря- ду. Відзначено різноманітність використовуваних в науковій літературі підходів: математич- не моделювання, емпіричні і напівемпіричні розрахункові моделі і вирази. При початкових умовах, які відповідають параметрам електророзрядного способу інтенсифікації видобутку нафти, виконано порівняння амплітудного значення хвилі тиску розрахованого при допомо- гою вибраних розрахункових методик з експериментальними даними. Відзначено, що при індуктивності розрядного контуру 4 мкГн спостерігається хороший збіг розрахункових і екс- периментальних даних. При малої індуктивності розрядного контуру (0,9 мкГн) відзначаєть- ся розбіжність розрахункових результатів, отриманих за допомогою деяких методик, від да- них фізичного експерименту. Ключові слова: електричний розряд у рідині, хвиля тиску, амплітуда хвилі тиску. Annotation. The research paper provides the review of calculation methods enabling to deter- mine parameters of pressure wave at the electric discharge in water at a certain distance from the discharge channel. The variety of approaches used in scientific publications is considered: mathe- matical modeling, empirical and semi-empirical calculation models and expressions. Under initial conditions, which correspond to the parameters of electric discharge method of oil production inten- sification, value of the pressure wave amplitude calculated with the help of selected calculation techniques is compared with experimental evidence. It is noted that when the discharge circuit in- ductance is 4 μH, a good coincidence of the calculated and experimental data is observed. With a small inductance of the discharge circuit (0.9 μH), there is a discrepancy between the calculated re- sults obtained with the help of certain techniques and the data obtained by physical experiment. Keywords: electrical discharge in the fluid, pressure wave, amplitude of pressure wave. Статья поступила в редакцию 27.10.2017 Рекомендовано к публикации д-ром технических наук Софийским К.К.

Ähnliche Einträge