​​Ученые ТюмГУ​ и Тюменского научного центра Сибирского отделения РАН разработали новую теоретическую модель образования газовых гидратов в “сухой воде” и подтвердили ее экспериментально. 

Газовые гидраты – это клатратные соединения газа с водой. В одном объеме гидрата содержится свыше 170 объемов природного газа, поэтому они считаются весьма перспективными для транспортировки газа. "Сухой водой" называют капли воды диаметром несколько микрометров, поверхности которых покрыты стабилизатором – слоем наночастиц диоксида кремния. Эти частицы препятствуют слиянию капель, и "сухая вода" ведет себя как сыпучая среда, хотя содержание воды в ней более 90%. В данном случае "сухая вода" интересна тем, что в ней при определенных условиях образование газогидрата происходит особенно быстро. Выяснить эти условия и получить кинетические кривые образования гидратов метана в “сухой воде” помогла новая модель, получившая название "диффузионная". 

"В настоящее время в разных странах ведутся  масштабные исследования в области разработки технологий хранения и транспортирования природного газа, основанных на использовании газогидратных технологий. Однако работы, посвященные образованию гидратов в “сухой воде”, в основном направлены на изучение влияния состава этих материалов на кинетику образования в них газовых гидратов. При этом механизм образования газовых гидратов в этих материалах оставался слабо изученным, – рассказал профессор кафедры прикладной и технической физики ТюмГУ ​Анатолий Кислицын. – Нам удалось сформулировать систему дифференциальных уравнений, описывающих процесс образования гидрата метана в "сухой воде", и получить аналитическое решение этой системы. Благодаря этому теперь мы лучше знаем кинетику этого процесса и имеем возможность учесть полимодальный характер распределения по размеру частиц водной фазы в реальной "сухой воде" при расчетах времени образования газогидрата". 

Экспериментальная проверка диффузионной модели была выполнена на реакторе высокого давления, созданного в Институте криосферы Земли Тюменского научного центра СО РАН. Данные распределения по размеру частиц водной фазы “сухой воды” были получены там же с помощью метода ядерного магнитного резонанса на импульсном ЯМР-релаксометре Bruker Minispec mq. 

Как пояснили ученые, установлено хорошее согласие теоретических и экспериментальных значений параметров процесса образования гидратов метана в “сухой воде”, стабилизированной разными стабилизаторами с разными их концентрациями. Это подтверждает адекватность диффузионной модели и найденного решения. Работа была выполнена по государственному заданию. 

Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ 

Источники

Разработана диффузная модель образования гидрата метана в "сухой воде"
Тюменский государственный университет (utmn.ru), 25/06/2020
В Тюмени разработали диффузную модель образования гидрата метана в "сухой воде"
Министерство науки и высшего образования РФ (minobrnauki.gov.ru), 25/06/2020
Тюменскими учеными разработана диффузная модель образования гидрата метана в "сухой воде"
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 26/06/2020

Похожие новости

  • 28/05/2020

    ИРНИТУ присоединится к Интеграционной программе ИНЦ СО РАН

    ​О планах сотрудничества Иркутского научного центра СО РАН и Иркутского национального исследовательского технического университета в рамках Интеграционной программы ИНЦ СО РАН рассказали в режиме ВКС 27 мая.
    529
  • 14/03/2018

    Физики помогут нефтяникам добывать больше углеводородов

    ​Российские ученые в составе международной группы разработали алгоритм для расчета проницаемости горных пород по их 3D-изображениям. Программа поможет нефтяникам выбирать наиболее эффективные схемы разработки месторождений.
    1108
  • 09/07/2019

    НГУ и «Газпромнефть» создали НОЦ по развитию технологий добычи нефти и газа

    ​Компания «Газпромнефть» создала на базе Новосибирского государственного университета (НГУ) Научно-образовательный центр (НОЦ) по развитию нефтегазовых технологий. Центр объединяет исследователей научных институтов, студентов и сотрудников НГУ для решения научно-прикладных задач.
    973
  • 16/04/2019

    Ученые создали математические модели для изучения ранних фаз планетарной эволюции

    ​Международная группа исследователей, изучающая планету в системе молодой звезды в созвездии Скорпиона, создала математическую модель верхней атмосферы для различных планетарных гипотетических масс. Исследование этого небесного тела позволяет изучать планетарную эволюцию на ранних фазах, сообщили в пресс-службе Сибирского федерального университета (СФУ).
    636
  • 22/08/2017

    Иркутские астрономы участвовали в наблюдениях «Великого американского затмения»

    21 августа, в понедельник (в ночь на 22 августа - по ирк.времени), состоялось так называемое Великое американское затмение. Впервые с 1776 года, когда были образованы Соединённые Штаты, в полной фазе его было видно только на территории США.
    1980
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1056
  • 03/01/2019

    Обнаружены особенности образования соединений, мешающих добыче нефти и газа

    ​​Ученые из Института неорганической химии имени А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук (ИНХ СО РАН) исследовали реакцию образования кристаллических соединений воды и газа (газовых гидратов) с метастабильной (неустойчивой) структурой.
    1573
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    1882
  • 23/09/2019

    Учёные изучили неожиданные свойства разупорядоченных нанорешёток

    Учёные Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция), Федерального Сибирского научно-клинического центра ФМБА России (Красноярск), Института физики им.
    654
  • 26/05/2017

    Статья новосибирского ученого о новом типе волоконных лазеров опубликована в журнале Nature Communications

    ​​Заведующий лабораторией волоконных лазеров НГУ, старший научный сотрудник ИАиЭ СО РАН Дмитрий Чуркин вместе с коллегами из Университета Астон Марией Сорокиной и Шурикантом Сугаванамом опубликовали работу, посвященную актуальной теме: исследованию спектральных корреляций в случайном волоконном лазере.
    2685