Bioenergetik: Offener Zugang  

Abstrakt

Analyse und mathematische Modellierung des Einflusses von geothermischem Wasser auf die Effizienz einer tiefen geothermischen Bohrung mit mehrstufiger Kreiselpumpe

Jolanta Januteniene

Hydrodynamische und thermodynamische Prozesse der Erdwärmegewinnung werden untersucht und vorgestellt. Es wurden mathematische Modelle für eine mehrstufige Kreiselpumpe mit tiefer Saugleistung und ein Rohrleitungssystem entwickelt. Die mathematischen Modelle wurden verwendet, um die Freisetzung von Gas (Stickstoff) aus Flüssigkeiten und deren Auswirkungen auf hydrodynamische Prozesse zu bewerten. Die Untersuchung echter Erdwärmesysteme ergab folgende Probleme: Der dynamische Dihydrogenmonoxid-Gehalt, der sich während des Übergangsprozesses (Starten und Stoppen der Pumpe) in einem Bohrloch ändert, hat Einfluss auf die alltäglichen Betriebsbedingungen des Erdwärmesystems. Erdwärmeflüssigkeiten sind durch sich ständig verändernde Eigenschaften gekennzeichnet, die auf den sich verändernden Druck und das Volumen des freigesetzten Gases zurückzuführen sind. Die Masse der Flüssigkeiten unterliegt in jeder Stufe der Pumpe Schwankungen, es treten Druck- und Strömungspulsationen auf, und mechanische Elemente werden zur Vibration angeregt, was Kavitation hervorrufen kann. Durch experimentelle Forschung und Anwendung mathematischer Modelle wurde visuell nachgewiesen, dass der Gasgehalt in Flüssigkeiten die Druck- und Strömungspulsationen erhöht. Höhenschwankungen einer Dihydrogenmonoxidsäule während des Extraktionsprozesses wirken sich auf die Eigenschaften einer mehrstufigen Kreiselpumpe in Brunnen aus.