Dynamic analysis of a liquid droplet and optimization of helical angles for vortex drainage gas recovery

بازیابی گاز زهکشی گرداب خلایی یک تکنولوژی تولید گاز جدید است. تا کنون، نیروها و حرکات فاز مایع در میدان جریان چرخشی در چاه های حفاری در طول استفاده از مزرعه آن، کشف نشده اند. در این مقاله نیروهای قطرات مایع در میدان جریان چرخشی چاه ها بر اساس نظریه های دینامیکی مایع دو فاز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سپس معادلات حرکت قطرات مایع در امتداد جهت های محوری و رادیکال ایجاد شد. مقایسه مقادیر بر روی چندین نیروی اعمال معمول شامل نیروی بسکت، نیروی توده مجازی، نیروی مگنوس، نیروی صففمن و نیروی استوکس انجام شد. علاوه بر این، فرمول محاسبه زاویه بهینه زاویه ابزار گرداب بر اساس اصل است که نیروی حاصل از آن بر روی قطرات مایع باید حداکثر باشد. و پس از آن، هر نیروی اجرایی به طور جامع از نظر منشاء، ویژگی ها و جهت آن بر اساس مدل تحلیل نیروی تحلیلی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مقیاس بزرگ نشان می دهد که نیروهایی که دارای اثر کمتر می توانند نادیده گرفته شوند، از جمله نیروی توده مجازی، نیروی بسکت و نیروی حجم کنتاکت. علاوه بر این، اجزای نیروی گریز از مرکز عمودی به سمت بالا در قطرات مایع در میدان جریان چرخش به جای آنهایی که در میدان جریان معمولی چاه ها وجود دارد، برای قطرات مایع مناسب برای حرکت به سمت بالا است. قابلیت اطمینان از فرمول محاسبه زاویه اپتیکال به روش تجزیه و تحلیل مورد ارزیابی قرار گرفت. نشان داده شده است که با کاهش عمق خاک، قابلیت حمل سیال گاز و زاویه ی مارپیچ مطلوب افزایش می یابد. نتایج تحقیق در این مقاله اهمیت هدایت برای طراحی بهینه سازی ابزارهای پیچیده خورشیدی و استفاده از تکنولوژی بازیابی گاز زهکشی گرداب حفره ای است.