Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2015. Том 1. №2(2)

Название: 
Особенности процесса образования гидратных частиц в стоячей воде


Об авторах:

Шагапов Владислав Шайхулагзамович, ведущий научный сотрудник Института механики Уфимского научного центра РАН (г. Уфа), доктор физико-математических наук, профессор
Чиглинцева Ангелина Сергеевна, доцент кафедры высшей математики Бирского филиала Башкирского государственного университета (г. Бирск), кандидат физико-математических наук
Русинов Алексей Александрович, ассистент кафедры высшей и прикладной математики Бирского филиала Башкирского государственного университета

Аннотация:

В работе предложена теоретическая модель процесса миграции метановых пузырьков в воде при термобарических условиях образования гидрата. Получены и проанализированы численные решения для двух предельных случаев, когда скорость образования гидратной корки на поверхности пузырька лимитируется интенсивностью отвода тепла, выделяющегося в процессе гидратообразования, окружающей жидкостью, или диффузией газа. Сопоставительный анализ численных результатов показал, что схема диффузионного переноса газа через гидратную корку является предельной, дающей наиболее медленный темп роста газогидратной частицы. Из условий наилучшего согласования теоретических и опытных данных по изменению радиуса газогидратной частицы получены численные оценки для значений приведенного коэффициента диффузии газа через гидратную корку. Изучены особенность скорости миграции, а также распределения радиуса и объемного содержания систем газогидратных пузырьков.

Список литературы:

1. Sauter E. J. et al. Methane discharge from a deep-sea submarine mud volcano into the upper water column by gas hydrate-coated methane bubbles // Earth and Planetary Science Letters. 2006. № 243 (3-4). Pp. 354-365.

2. Maksimov A. O., Sosedko E. V. Dynamics of sea bubbles covered by a hydrate skin // XVI Session of the Russian Acoustical Society, Moscow, November 14-18, 2005. M., 2005.

Pp. 459-462.

3. Егоров А. В., Нигматулин Р. И., Рожков А. Н. Переход глубоководных метановых пузырей в твердые гидратные формы // Препринт ИПМех РАН № 1038. 2013. 34 с.

4. Greinert J. et al. 1300-m-high rising bubbles from mud volcanoes at 2080 m in the Black Sea: Hydroacoustic characteristics and temporal variability // Earth and Planetary Science Letters. 2006. № 244. Pp. 1-15.

5. McGinnis D.F. et al. Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere? // Journal of geophysical research. 2006. Vol. 111. Pp. 382-386.

6. Макогон Ю. Ф. Гидраты природных газов. М.: Недра, 1974. 208 с.

7. Rehder G. et al. Enhanced lifetime of methane bubble streams within the deep ocean // Geophysical research letters. 2002. № 29. Pp. 21-24.

8. Истомин В. А., Якушев В. С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра ,

1992. 236 с.

9. Мельников В. П., Нестеров А. Н. Применение ПАВ в технологиях транспорта и хранения природного газа в форме газогидратов // Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья. Тюмень, 2004. C. 98-108.

10. Донцов В. Е., Накоряков В. Е., Чернов А. А. Ударные волны в воде с пузырьками фреона-12 с образованием гидрата газа // Прикладная механика и техническая физика. 2007. Т. 48. № 3. С. 58-75.

11. Gumerov N. A., Chahine G. L. Dynamics of bubbles in conditions of gas hydrate formation // Fluid Dynamics. 1992. № 5. Pр. 664-669.

12. Luo Y.-T., Zhu J.-H. Study on the kinetics of hydrate formation in a bubble column. // Chemical Engineering Science. 2007. № 62. Pр. 1000-1009.

13. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. Т. 1. М.: Наука, 1987. 464 с .

14. Кутепов А. М., Полянин А. Д., Запрянов З. Д., Вязьмин А. В. Химическая гидродинамика: справочное пособие. М.: Квантум, 1996. 336 с.

15. Шагапов В. Ш., Чиглинцева А. С., Сыртланов В. Р. О возможности вымывания газа из газогидратного массива посредством циркуляции теплой воды // Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50. № 4. С. 100-111.

16. Шабаров А. Б., Ширшова А. В., Данько М. Ю., Комиссарова Н. С. Экспериментальное исследование газогидратообразования пропан-бутановой смеси // Вестник Тюменского государственного университета. 2009. № 6. С. 73-82.