К теории процесса гидратообразования в трубчатом реакторе при инжекции капель воды и газа
Автор: Шагапов Владислав Шайхулагзамович, Чиглинцева Ангелина Сергеевна, Кунсбаева Гульназ Абдулхаковна
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Прикладная математика
Статья в выпуске: 1 (32), 2016 года.
Бесплатный доступ
В работе предложена технологическая схема и описана теоретическая модель процесса образования гидрата в трубчатом реакторе при инжекции капель воды и газа. Для процесса гидратообразования принималась некоторая предельная схема, согласно которой рост гидратного слоя лимитируется диффузией газа к границе контакта гидрат - вода. Получено критическое значение объемного содержания капелек воды на входе в реактор, которое необходимо для полного образования гидрата. Установлено, что процесс гидратообразования может протекать в двух режимах в зависимости от исходного значения объемного содержания водной фазы: первый режим предполагает, что вода полностью переходит в гидратное состояние, второй - частичное образование гидратной оболочки на капельках воды.
Гидратные частицы, инжекция, капли воды, газ, гидратообразование, диффузия газа, трубчатый реактор, гидратный слой
Короткий адрес: https://sciup.org/14968815
IDR: 14968815 | DOI: 10.15688/jvolsu1.2016.1.4
Список литературы К теории процесса гидратообразования в трубчатом реакторе при инжекции капель воды и газа
- Истомина, В. А. Газовые гидраты в природных условиях/В. А. Истомина, В. С. Якушев. -М.: Недра, 1992. -236 с.
- Макогон, Ю. Ф. Гидраты природных газов/Ю. Ф. Макогон. -М.: Недра, 1974. -208 с.
- Нестеров, А. Н. Кинетика и механизмы гидратообразования газов в присутствии поверхностно-активных веществ: дис.. д-ра хим. наук/Нестеров Анатолий Николаевич. -Тюмень, 2006. -280 с.
- Нигматуллин, Р. И. Динамика многофазных сред: в 2 ч./Р. И. Нигматуллин. -М.: Наука, 1987.
- Особенности разложения газовых гидратов в пористых средах при нагнетании теплого газа/В. Ш. Шагапов, М. К. Хасанов, И. К. Гималтдинов, М. В. Столповский//Теплофизика и аэромеханика. -2013. -Т. 20, № 3. -С. 347-354.
- Хасанов, М. К. Исследование режимов образования газогидратов в пористой среде, частично насыщенной льдом/М. К. Хасанов//Теплофизика и аэромеханика. -2015. -Т. 22, № 2. -С. 255-266.
- Чувилин, Е. М. Исследования формирования мерзлых гидратосодержащих пород/Е. М. Чувилин, Е. В. Козлова//Криосфера Земли. -2005. -№ 1. -С. 73-80.
- Шагапов, В. Ш. О механизмах роста гидратной оболочки на поверхности всплывающих газовых пузырьков/В. Ш. Шагапов, А. С. Чиглинцева, А. А. Русинов//Вестник Томского государственного университета. -2015. -№ 3 (35). -С. 73-86.
- Шагапов, В. Ш. Образование газогидрата в пористом резервуаре, частично насыщенном водой, при инжекции холодного газа/В. Ш. Шагапов, М. К. Хасанов, Н. Г. Мусакаев//Прикладная механика и техническая физика. -2008. -Т. 49, № 3. -С. 462-472.
- Шагапов, В. Ш. Образование и разложение газогидратных включений при миграции в воде/В. Ш. Шагапов, Б. И. Тазетдинов//Теплофизика и аэромеханика. -2014. -Т. 21, № 3. -С. 355-364.
- Шагапов, В. Ш. Распространение волн сжатия в пузырьковой жидкости, сопровождаемое образованием гидрата/В. Ш. Шагапов, С. А. Лепихин, И. А. Чиглинцев//Теплофизика и аэромеханика. -2010. -Т. 17, № 2. -С. 247-260.
- Экспериментальные исследования процесса инжекции жидкого азота в воду/В. Е. Накоряков, А. Н. Цой, И. В. Мезенцев, А. В. Мелешкин//Теплофизика и аэромеханика. -2014. -Т. 21, № 3. -С. 293-298.
- Brown, T. D. Rapid gas hydrate formation processes: will they work?/T. D. Brown, C. E. Taylor, M. P. Bernardo//Energies. -2010. -Vol. 3. -P. 1154-1175.
- Diffusion theory of formation of gas hydrate from ice powder without melting/W. Liu, Q. Li, Y. Song, L. Zhang, M. Yang, L. Wang, Y. Chen//Energy Procedia. -2014. -№ 61. -P. 513-522.
- Experimental investigation of gas hydrate and ice formation in methane saturated sediments. Permafrost, Phillips, Springman & Arenson (eds.)/E. M. Chuvilin, E. V. Kozlova, N. A. Makhonina, V. S. Yakushev. -2003. -P. 145-150.
- Falanty, A. Kinetics of CO -Hydrate Formation from Ice Powders: Data Summary and Modeling Extended to Low Temperatures/A. Falanty, A. N. Salamatin, W. F. Kuhs//J. Phys. Chem. (C). -2013. -Vol. 117 (16). -P. 8443-8457.
- Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere?/D.F. McGinnis //Journal of Geophysical Research. -2006. -Vol. 111. -P. 382-386.
- Investigation on a novel reactor for gas hydrate production. Proceedings of the 7th International conference on gas hydrates (ICGH 2011)/L. Brinchi, B. Castellani . -Edinburgh, Scotland, United Kingdom, July, 2011. -P. 470-478.
- Kazemeini, M. Developing a Mathematical Model for Hydrate Formation in a SprayBatch Reactor/M. Kazemeini, F. Freidoonian, M. Fattahi//Advances in Materials Physics and Chemistry. -2012. -№ 2. -P. 244-247.
- Kinrtics of CO Hydrate Formation from Water Frost at Low Temperatures: Experimental Results and Theoretical Model/A. Falenty, G. Genov, T. C. Hansen, W. F. Kuhs, A. N. Salamatin//J. Phys. Chem. -2011. -Vol. 115. -P. 4022-4032.
- Kossi, F. Investigation on a novel reactor for gas hydrate production/F. Kossi, M. Filipponi, B. Castellani//Applied Energy. -2012. -Vol. 99. -P. 167-172.
- Kuhs, W. F. Formation of Methane Hydrate from Polydisperse Ice Powders/W. F. Kuhs, D. K. Staykova, A. N. Salamatin//J. Phys. Chem. (B). -2006. -Vol. 110, № 26. -P. 13283-13295.
