Приведены результаты математического моделирования кондуктивного тепломассообмена в приповерхностных геотермальных системах. Теплообменник системы описывается как вертикальный канал в непроницаемом породном массиве. Для описания температуры пород используется уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах. На границе пород и теплообменника выполняются условия III рода.
Одним из способов интенсификации добычи нефти является нагнетание пара в нефтяной пласт. Эффективность процесса в целом зависит от полноты полезно используемой в пласте теплоты. Одним из важнейших параметров процесса паротеплового воздействия является количество тепла, непосредственно поступающего в нефтяной пласт. Для его определения необходимо знать тепловые потери в наземных коммуникациях и скважинах, а также потери, связанные с теплообменными процессами пласта и вмещающих пород. Высокая неоднородность нефтяных залежей затрудняет применение непрерывного нагнетания пара в пласт. В связи с нестационарностью теплообменных процессов в таких условиях определяющим фактором для теоретического анализа теплопотерь будет время прогрева пласта до заданной температуры. В работе представлены основные положения методики оценки теплопотерь и результаты определения зависимости времени прогрева пласта от температуры нагнетаемого пара.
Представлены аналитические методы исследования процессов нестационарного сопряженного теплообмена, осложненного движением границы фильтрационной области. Исследования выполнены на основе постановки и решения следующих задач: кондуктивный прогрев полубесконечного стержня при переменном тепловом потоке на движущейся с постоянной скоростью поверхности горения; конвективный теплообмен в канале газификации при увеличении его длины; фильтрационный теплообмен газа и теплоносителя в гетерогенной среде с входными условиями на движущейся границе. Представлены графики полученных зависимостей.
Наибольшее развитие теория фильтрационного теплообмена получила всвязи с освоением геотермальных ресурсов. В задачах горной теплофизики, как правило, реальный коллектор циркуляционной системы заменяется моделью. Каждая расчетная схема содержит величины, характеризующие интенсивность процессов переноса тепла. Выполнен анализ теоретических исследований и экспериментальных данных по коэффициентам теплоотдачи и эффективной теплопроводности. Сделаны некоторые рекомендации относительно применения этих коэффициентов в существующих моделях фильтрационного теплообмена. Большой разброс в экспериментальных данных и отсутствие четких теоретических зависимостей указывает на необходимость обоснованного выбора коэффициентов и выполнения расчетов для сравнительного анализа различных моделей теплообмена.
