Устройство для электромоделирования нестационарного теплового поля линейного пласта при нагнетании в него жидкости

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. 6 48 с присоединением заявк Государственный иомит Совета Министров ССС аа делам изоеретенийи атирытий 32) Приоритет Опубликовано 30.07.74(53) УД 33(088.8 летень Ме та опубликования описания 2.01.7(71) Заявитель Л. Д, Вульфсон ванский ордена Трудового Красного Зна университет имени В, И, Ульянов(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОДЕЛИРОВАНИЯ ЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ ЛИНЕЙНОГО ПЛАСТА ПРИ НАГНЕТАНИИ В НЕГО ЖИДКОСТИалого Изобретение относится к области анвой вычислительной техники.Известны устройства для электромоделирования нестационарного теплового поля линейного пласта при нагнетании в него жидкости, в которых используют электропроводную бумагу, на всю площадь которой с помощью диэлектрической пленки и металлической пластины задается удельная распределенная емкость, 10Однако модели, состоящие из электропроводной среды с распределенной емкостью, невозможно использовать для моделирования теплового поля линейного пласта при нагнетании в него жидкости, так как на них нельзя 15 учитывать конвективный перенос тепла в пласте, вызванный фильтрацией кидкости.Цель изобретения заключается в разработке электромоделирующего устройства, позволяющего расширить класс задач, решаемых на 20 моделях, состоящих из электропроводкой среды с распределенной емкостью, в частности устройства, позволяющего рассчитывать не- стационарное тепловое поле линейного пласта с учетом конвективного переноса тепла, 25Это достигается за счет того, что в предлагаемом устройстве наряду с электропроводной средой с распределенной емкостью моделирующее устройство содержит источники тока, выполненные в виде катодных повторителей, ЗО выходы которых через резисторы соединены с шинами из проводящего материала, прикрепленными к модели из электропроводноп среды перпендикулярно ее оси,На чертеже дана схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 граничных условии; измерительное устройство 2; модель из электропроводной среды с распределенной емкостью, состоящую из электропроводной бумаги 3, диэлектрической пленки 4 и металлической пластины 5; катодные повторители 6 и резисторы 7, подключенные к электропроводной бумаге,Блок катодных повторителей с резисторами необходим для моделирования конвективного переноса тепла в пласте.Каждый резистор 7 соединяет шину из тонкого медного провода, прикрепленного к электропроводной бумаге по отрезку с соответствующими координатами, с выходом катодного повторителя 6, вход которого подключен к другой шине с соответствующими координа. тами,Катодные повторители имеют большое входное сопротивление, что устраняет влияние их входных цепей на электрический процесс в модели, и коэффициент передачи, близкий к 1, Каждая шина из медного провода имеет по всей длине один и тот же потенциал.Нестационарное тепловое поле линейного пласта при закачке в него жидкости выражается следующими уравнениямидТ, дТ д-ТС =), +), при О г,х,1(со (1)д 1 дх 2 дгдТд Т )гС дТ дт д 1 дх дх дгпри г =О, О.х 8(о, (2) где С - объемная теплоемкость пласта и окружающих пород;Х - теплопроводность пласта и окружающих пород;С, - объемная теплоемкость вторгающейсяв пласт жидкости;Ь - половина мощности пласта;Т - температура пласта;г - скорость фильтрации жидкости в пласте;х, г - пространственные переменные.Задача решается при следующих начальных и граничных условиях:1 = О; Т = Т; Т)ха + г - э со = Т;х=О; г=О; Т=Т (3) где То - начальная температура пласта и окружающих пород;Т, - температура нагнетаемой жидкости.В момент 1=0 на модель подается скачок напряжения в соответствии с краевыми условиями (3). В модели начинается переходный процесс. Каждый катодный повторитель имеет на выходе напряжение, равное входному, следовательно, через резистор 7 к каждой г-й шине течет ток, пропорциональный разности потенциалов на г-й и г-й шинахг - г-т1,= где Р, - сопротивление резисторов 7.Кроме того, конвективный член в уравнении (2) при кусочно-разностной аппроксимации первой производной имеет вид 4дт т, - тгде Т; и Т;, - температуры пласта в точках с 5 с координатами(хО (г ( 6) и (хг 1, О (г ( lг.);Лх - шаг дискретизации.Таким образом для того, чтобы ток через резистор 7 был аналогом конвективного члена вуравнении (2), величина резистора должнабыть пропорциональна выражениюЬхйх15ЬС, Ьхгде Ьхм - шаг дискретизации в масштабе модели;Ьм - половина мощности пласта в масгптабе модели.20 Погрешность примененного метода кусочноразностной аппроксимации первой производной равнаЕ= г ) при г=ОЬх Удт2дхз )25и, следовательно, может быть уменьшена приуменьшении шага дискретизации.Предмет изобретения 30Устройство для электромоделирования нестационарного теплового поля линейного пласта при нагнетании в него жидкости, содержащее модель из электропроводной среды с рас пределенной емкостью, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит источники тока, параллельно подключенные к блоку задания граничных условий, причем источники тока вы полнены в виде катодных повторителей, выходы которых через резисторы соединены с шинами из проводящего материала, прикрепленными к модели из электропроводной среды перпендикулярно ее оси.Редактор Н. Суханова Корректор Л. Царькова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3520/10 Изд, Уф 1847 Тираж 624 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5