Камчатский край сегодня рассматривается как один из перспективнейших регионов России для внедрения геотермальной энергетики, способной полностью обеспечить территорию тепловой и электрической энергией за счет природных источников. Оригинальные подходы ученых позволяют надеяться на успешный переход к экологически чистым методам энергообеспечения, что особенно актуально для этого уникального региона страны.
Вклад Александра Гильманова и команды Тюменского государственного университета
Доцент Школы естественных наук Тюменского государственного университета Александр Гильманов вместе со своими коллегами провел серию передовых исследований, посвящённых моделированию процессов, происходящих в геотермальных скважинах. Учёные впервые предложили физико-математическую модель тепломассопереноса парожидкостной смеси в условиях стационарного режима, что стало серьезным шагом вперед в понимании процессов, влияющих на эффективность геотермальных станций.
Команда исследователей определила, что именно методы механики многофазных сред позволяют достоверно прогнозировать ключевые параметры пароводяных смесей: концентрацию пара, скорость потока и уровень давления. Такой подход значительно повышает точность оценки эффективности геотермальных источников, а также оптимизирует процесс принятия решений по эксплуатации новых месторождений.
Передовой научный подход исключает необходимость дорогостоящих и порой рискованных экспериментальных работ на реальных скважинах: теперь большинство данных можно получать с помощью математического моделирования, что позволяет более безопасно разрабатывать геотермальные поля Камчатки.
Уникальные открытия и практические результаты
Проведённые расчёты показали интересный эффект: в промежутке движения пароводяной смеси от забоя скважины к её устью сухость пара возрастает на 8% каждый раз на каждом отрезке в 350 метров. Иначе говоря, по мере подъема к поверхности геотермального источника наблюдается естественное увеличение концентрации пара, что напрямую связано с особенностями геотермических процессов Камчатки, а также обусловлено весьма незначительными тепловыми потерями при передаче потока.
Еще одним весьма оптимистичным результатом работы является увеличение скорости потока пароводяной смеси на 220% по мере подъёма к устью скважины. Это происходит несмотря на влияние диссипативных сил, возникающих из-за трения смешанного потока о стенки скважины. Учёные объяснили этот эффект тем, что увеличение доли пара одновременно снижает общую плотность смеси, позволяя ей двигаться быстрее. Такой результат подтверждает потенциал геотермальных станций в Камчатском крае для эффективного и стабильного производства энергии.
Фундаментальные результаты исследований, проведённых Александром Гильмановым и его коллегами в рамках программы развития "Приоритет-2030", открывают перед Камчаткой новые возможности по формированию совершенной, технологически развитой зеленой энергетики, способной заменить традиционные методы генерации энергии и снизить углеродный след региона.
Позитивный взгляд в будущее геотермальной энергетики Камчатки
Открытия команды Тюменского государственного университета подчеркивают, насколько значимым может быть вклад современных научных методов в решение актуальных задач регионального развития. Разработанная модель позволяет заранее оценивать параметры будущих скважин, минимизируя возможные риски и затраты. Это не только ускоряет процессы внедрения новых источников энергии, но и делает их максимально экологичными и безопасными для уникальной природы Камчатского края.
Передовые исследования Александра Гильманова становятся прочным фундаментом для новых успешных проектов в области возобновляемой энергетики на Дальнем Востоке. Раскрывая неисчерпаемый ресурсный потенциал недр Камчатки с помощью инновационных технологий, команда учёных демонстрирует, что уверенный шаг к "чистой" энергетике уже стал реальностью. Жителей и гостей полуострова ожидает новое будущее, наполненное энергией самой природы.
Источник: naked-science.ru
