Keruuliuoksen paineen muutos lämpökaivossa

[Matias]

Kun lämpökaivo on esim 200m syvä ja siellä keruuputkien liuoksen paine n 20bar syvimmässä kohdassa niin miten nopeasti paine alenee  kun kiertopumppu käynnistyy ja liuos alkaa nousta putkessa ylöspäin maanpinnan tasolle jossa kiertopumpun seistessa putkissa on 1-1,5bar paine?

Keruuputken ulkopuolella paine on ilmeisesti suht sama kuin keruuputken sisällä silloin kun liuos ei kierrä mutta voiko liuoksen virtaus aikaansaada tilanteen jossa keruuputken sisällä olisi korkeampi paine kuin putken ulkopuolella vai aleneeko paine välittömästi liuoksen noustessa ylöspäin?

[fraatti]

Paineet taitaa mennä tällä tavalla kaivossa, jos keruupiiri on paineistettu 1,5bar. Hydrostaattinen paine vedessä ja 28% etanoliliuoksessa on eri, joka johtuu siitä tiheydet ovat erilaisia.

Syvyys (m)	Paine vesi (bar)	Paine liuos (bar)	Paine-ero (bar)
0	0.0	1.5	1.5
50	5.0	6.25	1.25
100	10.0	11.0	1.0
150	15.0	15.75	0.75
200	20.0	20.5	0.5

Kun kiertovesipumppu lähtee käyntiin, niin sen tuottama paine-ero on vaikka 100kPa eli 1 bar. Yksinkertaistuksen tämä on käytettävissä vain kaivon virtausvastukseen, vaikka lämmönvaihdin yms aiheuttaa sitä myös. Muutos paineissa tapahtuu äänen nopeudella. Sitten tilanne taitaa olla tuollainen.

Vesi 0,0 bar
Menoputki (painepuoli): 2,5 bar
Paluupuu (imupuoli): 1,5 bar
50 m
Vesi: 5,0 bar
Menoputki alas: 6,33 bar
Paluuputki ylös: 6,28 bar
100 m
Vesi: 10,0 bar
Menoputki alas: 11,15 bar 
Paluuputki ylös: 11,05 bar 
150 m
Vesi: 15,0 bar
Menoputki alas: 15,98 bar 
Paluuputki ylös: 15,83 bar 
200 m 
Vesi: 20,0 bar
Menoputki alas: 20,75 bar 
Paluuputki ylös: 20,75 bar 

edit. korjattu virhe

[Matias]

Muutos paineissa tapahtuu äänen nopeudella.

Tätä tietoa hain,kiitoksia

[Fossiili]

voiko liuoksen virtaus aikaansaada tilanteen jossa keruuputken sisällä olisi korkeampi paine kuin putken ulkopuolella

Keruupumpun paineen tuotto on hyvin rajallinen putken paineen kestoon verrattuna ja sen pumpun paineen tuotto ei voi rikkoa mitään. Jos putkea on pitkäli kuten keruupiirissä, äkillinen virtauksen pysähdys voi saada sitä vastoin huomattavan paineiskun sulkukohtaa vasten, sitä suuremman mitä pidempi putki ja mitä suurempi virtausnopeus. Mikäänhän tuota virtausta ei varsinaisesti normaalisti pysäytä mutta jos olisi oikein tehokas keruuliospumppu ja vetäisi sulkuhanan kiinni niin putkista ainakin melkoinen tömähdys kuuluisi. Siellähän on liikkeessä se koko keruuliuos, suuruusluokkaa 500 kg jollakin nopeudella joka nyt ei tosin kovin suuri ole. Sen liike pysähtyy jos virtaus estetään.

Virtauksen pysähtyessä, sulkukohdan taakse voi myös muodostua tyhjiö (=höyrykupla), joka sitten imee sen nesteen takaisin ja lauhtuu samalla. Viimeisen höyrykuplan luhistuessa kasaan tömähtää ja voi tömähtää kovaakin niin että putkistoon tulee vaurioita.