​​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

  • 31/08/2020

    В Томске испытывают систему ориентации дронов для разведки залежей полезных ископаемых

    Специалисты Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) проводят испытания высокоточной системы ориентации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с возможностью разновысотных измерений.
    273
  • 10/08/2020

    Теплофизики создадут базу данных по экологичному органоводоугольному топливу

    ​Масштабное фундаментальное исследованиее будут вести специалисты десяти ведущих российских научных центров во главе с учеными Института теплофизики СО РАН. Участники научного консорциума объединят результаты своих исследований в области горения и детонации топлив.
    402
  • 06/08/2020

    Николай Юркевич: экспедиция — хороший задел для проведения мониторинговых работ в будущем

    ​В июле сибирские ученые получили приглашение от компании «Норильский никель» принять участие в работах на полуострове Таймыр. Задачи, стоящие перед экспедицией — оценка текущего экологического состояния этого района и разработка концепции хозяйствования на арктических территориях.
    428
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    1181
  • 31/07/2020

    Лидары космического, наземного и мобильного размещения

    В прошлом номере «Томские новости» писали о молодом ученом из Института оптики атмосферы, руководителе лаборатории атмосферной радиации Александре Коношонкине, который рассчитал математическую модель для исследования перистых облаков.
    502
  • 19/07/2019

    В ИЯФ СО РАН создают установку для щадящего избавления пациентов от рака

    Иногда путь перспективных, казалось бы, технологий в повседневную реальность тернист. Достаточно вспомнить управляемый термоядерный синтез. Особенно обидно, когда речь идет о спасении человеческих жизней, а методика лечения многие десятилетия остается экспериментальной.
    759
  • 21/01/2017

    Что может рассказать один квазар?

    Ученые, занимающиеся космическими исследованиями, — настоящие детективы. Как Шерлок Холмс, используя метод дедукции и косвенные наблюдения, вычислял убийцу, так и они, собирая и анализируя данные излучений в различных спектрах, могут рассказать, что происходило во Вселенной много-много лет назад и как возникли известные нам сегодня феномены.
    2654
  • 27/08/2019

    Биосферный полигон

    ​В президентском Указе № 642 от 01.12. 2016 «О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации» находим вот такую любопытную строчку: «В долгосрочной перспективе особую актуальность приобретают исследования в области понимания процессов, происходящих в обществе и природе, развития природоподобных технологий, человеко-машинных систем, управления климатом и экосистемами».
    493
  • 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.
    709
  • 11/08/2020

    Байкал оценят «цифрой»: о создании системы мониторинга экологии озера

    ​​Учёные из Сибири получили грант Министерства науки и высшего образования России в размере 300 млн рублей на создание фундаментальной основы и разработку технологий цифрового мониторинга и прогнозирования экологической обстановки на Байкале.
    307