Том 333 № 11 (2022)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2022/11/3657

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ГАЗООБРАЗНОГО CO2 В ПЕРЕГРЕТОМ ПРИСТЕННОМ СЛОЕ РАСТВОРА C3H6O-CO2

Актуальность работы обусловлена тем, что для увеличения коэффициента нефтеотдачи используется технология с применением в качестве вытесняющего вещества углекислого газа. Выделение и поглощение углекислого газа является одним из основных факторов, влияющих на скорость изменения климата на Земле. Цель работы: изучение особенностей процесса выделения углекислого газа в сильно перегретом (метастабильном) слое раствора C3H6O-CO2. Объект: раствор диоксида углерода CO2 в диметилкетоне C3H6O. Методы исследования: метод визуализации газовыделения в жидкости. Для создания слоя метастабильной жидкости проводился импульсный разогрев тонкой проволочки. По результатам цифровой обработки фото-видео материалов определялись размеры и форма образующихся пузырьков углекислого газа и скорость движения границы зоны газовыделения вдоль проволочки. На кадрах трудно отличить пузырьки газообразного CO2 от паровых пузырьков C3H6O, поэтому для разделения данных по кипению и газовыделению определялась массовая доля паров C3H6O в парогазовой полости по изменению объёма пузыря и с использованием уравнения состояния СО2 и C3H6O. Результаты. В зависимости от степени метастабильности пристенного слоя раствора C3H6O-CO2 при давлении в рабочем объеме от 40 до 260 кПа получены экспериментальные данные, которые позволили выделить несколько режимов газовыделения. Показано, что при невысокой степени метастабильности пристенного слоя жидкости выделение газообразного CO2 происходит в режиме последовательной цепной активации центров газовыделения, а при высокой степени метастабильности и давлении в объёме больше 140 кПа выделение газообразного CO2 происходит в режиме «плёночного газовыделения». Для всех режимов газовыделения скорость движения границы газовыделения практически постоянна во времени, но для различных режимов газовыделения значения скорости отличаются на порядок.

Ключевые слова:

Гетерогенное газовыделение, кипение, метастабильность, раствор, фазовый переход

Авторы:

Руслан Анатольевич Дехтярь

Валерий Викторович Овчинников

Скачать pdf