AP08855521 «Ньютондық сұйық қозғалысының тұтқырлы пластикалық күйіне ауысуын зерттеу»

Жобаның өзектілігі.

1) ламинарлық және турбулентті ағын режимі үшін парафинді мұнайдың изотермиялық емес қозғалысының математикалық моделін жасау; 2) изотермиялық емес ламинарлық және турбулентті қозғалысының теңдеулер жүйесін шешу әдістерін жасау; 3) ньютондық сұйықтықтың турбуленттік режимінің тұтқыр пластикалық ламинарлық ағынға ауысу заңдылықтарын анықтау.

Жобаның негізгі мақсаты:

Ньютондық сұйықтықтың изотермиялық емес қозғалысының тұтқыр пластикалық күйге ауысуының математикалық моделі мен әдісін зерттеу

Күтілетін нәтижелер

1. Парафинді мұнайдың физикалық-химиялық қасиеттері, динамикалық тұтқырлық пен үйкелістің шектік кедергісінің температураға байланысты эмпирикалық тәуелділіктері, кедергі мен жылу берілу заңдылықтары. Парафинді мұнайдың физикалық-химиялық қасиеттері, құбыр параметрлері, топырақтың жылу өткізгіштігі және температураға тәуелді тұтқырлық пен үйкелістің шектік кернеуінің эмпирикалық тәуелділіктері бойынша SmartTranPro БК үшін дерекқор.

2. Бингам сұйықтығы моделін қолданып, құбырдағы мұнайдың изотермиялық емес қозғалысының математикалық моделін құру. Қозғалыстың, энергия және масса сақтау заңына негізделген қозғалыс, жылу-масса алмасу, турбуленттік k-e моделінің модификациясы теңдеулер жүйесі.Парафиннің тұнуы кезінде масса алмасу коэффициентін анықтау. Қозғалыс, жылу масса алмасу, турбуленттік k-e моделінің теңдеулер жүйесінің шеттік шарттары.

3. Изотермиялық емес қозғалыстың, жылу-масса алмасудың теңдеулер жүйесін шешудің сандық әдістері,  ақырлы-айырымдық сұлбалар, айырымдық теңдеулерді есептеу алгоритмі, айырымдық теңдеудің тұрақтылық шарты.

4. Изотермиялық емес қозғалыс, жылу масса алмасу, турбуленттік k-e моделінің теңдеулер жүйесін сандық шешу бағдарламасы. Нақты деректермен салыстыру арқылы сандық шешу әдістерінің тестілік нәтижелері.

5. Ламинарлық және турбулентті ағын режимі кезінде ньютондық сұйықтықтың тұтқырлы пластикалық күйге ауысуын анықтайтын құбырдағы парафинді мұнайдың қозғалыс, жылу масса алмасу теңдеулер жүйесін сандық есептеудің кешенді нәтижелері.

6. Ламинарлық және турбулентті ағын режимі кезінде ньютондық сұйықтықтың тұтқырлы пластикалық күйге ауысу заңдылықтарын және ньютондық сұйықтықтың тұтқыр пластикалық күйге ауысуы кезінде гидродинамикалық кедергі мен жылу берілуі коэффициенттерінің формулаларын анықтау.

7. Парафинді мұнайдың ламинарлық және турбулентті режимдегі изотермиялық емес қозғалысының есебін шешу сұйық және газ механикасының дамуына жаңадан үлес қосу болып табылады, және бұл Қазақстандағы ғылыми зерттеулердің бәсекеге қабілеттігін арттырады.

8. Зерттеу нәтижелері Web of Science базасындағы 1, 2 немесе 3 квартильге немесе  Scopus базасындағы CiteScore бойынша 50 кем емес процентилі бар 2 (екеуден) кем емес мақала, сонымен қатар 1 (біреуден) кем емес мақала нөлдік емес импакт факторы бар рецензияланған шетелдік және (немесе) отандық басылымдарда (БҒССКК ұсынған) жарияланады.

Қол жеткізілген нәтижелер:

Жұмыстың негізгі қол жеткізілген нәтижелері: 1. Парафинді мұнайдың физика-химиялық және реологиялық қасиеттерін, сорғылардың, құбырлардың және магистральдық мұнай құбырларының топырақтарының параметрлерін анықтау арқылы SmarTranPro бағдарламалық кешенінің мәліметтер базасын құру. 2. Турбулентті қозғалыстың математикалық моделі және құбырдағы балауыз мұнайдың жылу беруі. Қозғалыс және жылу алмасу теңдеулер жүйесін шешудің сандық әдісі. 2021 жылға арналған гранттық зерттеу жобасының кестесі аяқталды және алынған нәтижелер құбырдағы парафиндік мұнайдың турбулентті қозғалысының және жылу алмасуының математикалық моделін құруға мүмкіндік берді.

Зерттеу тобы мүшелерінің аты-жөні және идентификаторлары:

1. Жапбасбаев Узак Каирбекович – ғылыми жетекші
2. Пахомов Максим Александрови – жетекші ғылыми қызметкер
3. Рамазанова Гаухар Избасаровна – жетекші ғылыми қызметкер
4. Бекибаев Тимур Талгатович – аға ғылыми қызметкер
5. Солтанбекова Карлыгаш Алимхановна - аға ғылыми қызметкер
6. Босинов Данияр Жумадилович – ғылыми қызметкер
7. Құдайберген Азамат Доскелдіұлы - ғылыми қызметкер

5. Басылымдар тізімі:

1 Жапбасбаев У.К., Босинов Д.Ж.  Неизотермическое движение парафинистой нефти в трубопроводе // Вестник КазНУ. Сер. Математика, механика, информатика. 2020. Т. 108. № 4. С. 47–57. (База КОКСОН МОН РК). ISSN 1563–0277, ISSN 2617-4871 JMMCS. №4(108). 2020

2 Zhapbasbayev U.K., Ramazanova G.I. and et al.  Flow and heat exchange calculation of waxy oil in the industrial pipeline // Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 26, №101007. Web of Science, Q1; Scopus, percentile 84.

3 Pakhomov M.A., Zhapbasbayev U.K.  RANS modeling of turbulent flow and heat transfer of non-Newtonian viscoplastic fluid in a pipe  // Case Studies in Thermal Engineering. 2021. Vol. 28, №101455. Web of Science, Q1; Scopus, percentile 84.

4 Bekibayev T.T., Zhapbasbayev U.K. and et al. Simulation of oil pipeline shutdown and restart modes // Complex Use of Mineral Resource. 2021. 316 (1). pp. 15-23. База КОКСОН МОН РК. Complex Use of Mineral Resources. №1 (316), 2021 ISSN-L 2616-6445, ISSN 2224-5243

5 Бекибаев Т.Т., Жапбасбаев У.К. и др. Интеллектуальная система трубопроводной транспортировки нефти// Сборник докладов Второго Международного Джолдасбековского Симпозиума «Механика будущего» 1-5 марта 2021г.