طور علماء جامعة تيومين نموذجًا لحساب المعلمات الرئيسية لآبار الطاقة الحرارية الأرضية (الضغط، والسرعة، وجفاف البخار)، واكتشفوا أن سرعة البخار والماء في الآبار تزداد بشكل غير طبيعي بنسبة 2.2 مرة (رغم وجود احتكاك مع جدران البئر). هذه الاكتشافات تساعد في تقييم فعالية بناء وتشغيل آبار الطاقة الحرارية الأرضية الجديدة دون تجارب مكلفة، ولها أهمية كبيرة لتحول شبه جزيرة كامشاتكا إلى الطاقة النظيفة في المستقبل.
تتمتع الطاقة الحرارية الأرضية بآفاق واعدة في إقليم كامشاتكا، حيث يمكن للإمكانات في المنطقة دعم محطات توليد الطاقة الحرارية الأرضية لتوفير الحرارة والكهرباء للسكان المحليين. لكن تطوير حقول الطاقة الحرارية الأرضية الجديدة ينطوي على مخاطر، ويتطلب التحقق من ملاءمة بئر للاستغلال إجراء دراسات تجريبية أو محاكاة عملية الاستخراج.
قال ألكسندر غيرمانوف، نائب أستاذ كلية العلوم الطبيعية في جامعة تيومين، إنه عند إنشاء نموذج فيزيائي ورياضي لنقل الحرارة والكتلة لخليط الغاز والسائل في آبار الطاقة الحرارية الأرضية، تم وصف هذه العمليات لأول مرة بتقريب الحالة المستقرة. أشار الباحثون إلى أن طريقة ميكانيكا الأطوار المتعددة يمكنها التنبؤ بالمعلمات الرئيسية لخليط البخار-الماء، مثل تركيز البخار، ومعدل التدفق، والضغط.
أظهرت الحسابات أن انخفاض تركيز البخار الناتج عن فقدان الحرارة يتنافس مع زيادة تركيز البخار الناتجة عن انخفاض الضغط أثناء التدفق نحو فوهة البئر، مما أدى إلى زيادة جفاف البخار بنسبة 8% فوق 350 مترًا، ويعتقد الفيزيائيون أن ذلك بسبب انخفاض قيمة فقدان الحرارة. رغم أن احتكاك السائل مع جدران البئر يولد قوة "تشتت"، إلا أن سرعة خليط البخار-الماء تزداد بنسبة 220% أثناء الصعود من قاع البئر إلى الأعلى. يفسر العلماء هذا التأثير بزيادة تركيز البخار في الخليط وانخفاض كثافته.
يُذكر أن هذا العمل تم تنفيذه وفقًا لخطة التطوير ذات الأولوية حتى عام 2030.
