The problem of gas hydrate formation in a closed volume saturated with gas and snow | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Matematika i mekhanika – Tomsk State University Journal of Mathematics and Mechanics. 2017. № 46. DOI: 10.17223/19988621/46/11

The problem of gas hydrate formation in a closed volume saturated with gas and snow

The problem of gas hydrate formation in a closed volume initially saturated with snow and gas is considered. The scheme accepted for the kinetics of hydrate formation supposes that the gas diffuses through the hydrate layer between the gas and ice (or water) phases to the ice (or water)-hydrate interface. This scheme also allows one to describe the process of hydrate formation by introducing only one parameter, namely, the reduced diffusion coefficient which can take different values depending on the quality and state of the ice, as well as "purity" of the hydrate-forming gas. In this connection, the obtained solutions demonstrate that the distributions of main parameters depend on the dimensionless time and do not depend on the reduced diffusion coefficient. It is shown that at the various stages of the ice state (at negative or positive temperatures and melting point of ice), the hydrate formation can occur depending on the initial snow saturation.

Download file

Counter downloads: 258

Keywords

«gas+snow» system, reduced coefficient of gas diffusion, snow saturation, icy particles, hydrate saturation, hydrate formation, closed volume, система «газ+снег», приведенный коэффициент диффузии газа, ледяные частицы, снегонасыщенность, гидратонасы-щенность, замкнутый объем, образование гидрата

Authors

Name	Organization	E-mail
Shagapov Vladislav Shaykhulagzamovich	Bashkir State University; Researcher Institute of Mechanics and Engineering	Shagapov@rambler.ru
Chiglintseva Angelina Sergeevna	Bashkir State University	changelina@rambler.ru
Belova Svetlana Vladimirovna	Bashkir State University	svetlanav.86@mail.ru

Всего: 3

References

Рафикова Г.Р. Образование газогидрата в замкнутом объеме, заполненном водонасы-щенной пористой средой // Вестник Кемеровского государственного университета. 2015. Вып. 2(62). Т. 2. С. 122-127.

Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. 360 c.

Шагапов В.Ш., Тазетдинов Б.И., Нурисламов О.Р. К теории образования и разложения газогидратных частиц в процессе их всплытия в воде // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2013. № 6 (26). С. 106-113.

Xiaoping Wang, Arthur J. Schultz, and Yuval Halpern. Kinetics of Methane Hydrate Formation from Polycrystalline Deuterated Ice // J. Phys. Chem. A. 2002. V. 106. No. 32. P. 7304-7309.

Власов В.А. Диффузионно-феноменологическая теория образования газового гидрата из ледяного порошка // Теоретические основы химической технологии. 2012. Т. 46. № 6. С. 612-619.

Liu W., Li Q., Song Y., Zhang L., Yang M., Wang L., Chen Y. Diffusion theory of formation of gas hydrate from ice powder without melting // Energy Procedia. 2014. V. 61. P. 513-522.

Хасанов М.К. Исследование режимов образования газогидратов в пористой среде, частично насыщенной льдом // Теплофизика и аэромеханика. 2015. Т. 22. № 2. С. 255-266.

Mc Ginnis D.F., Greinert J., Artemov Y., Beaubien S. Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere? // J. Geophysical Research. 2006. V. 111. P. 382 - 386.

Rehder G., Brewer P.W., Peltzer E.T., Friederich G. Enhanced lifetime of methane bubble streams within the deep ocean // Geophysical Research Letters. 2002. V.29. No. 15. P. 21-24.

Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Русинов А.А. О механизмах роста гидратной оболочки на поверхности всплывающих газовых пузырьков // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2015. № 3(35). С. 73-86.

Kuhs W.F., Staykova D.K., Salamatin A.N. Formation of Methane Hydrate from Polydisperse Ice Powders // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. No. 26. P. 13283-13295.

Кухс В.Ф., Саламатин А.Н. Образование газовых гидратов в ледяных порошках: кинетика, стадии роста, эффекты полидисперсности // XI Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и прикладной механики: сборник трудов. Казань, 20-24 августа 2015 г. - С. 2222-2224.

Бык С. Ш., Макогон Ю. Ф., Фомина В. И. Газовые гидраты. М.: Химия, 1980. 296 с.

Staykova D.K., Kuhs W.F., Salamatin A.N., Hansen T. Formation of Porous Gas Hydrate from Ice Powders: Diffraction Experiments and Maltistage Model // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. No. 37. P. 10299-10311.

Liu W., Chen Y, Zhu Y, Song Y, Li Y, Li Q., Wang L. Effects of Different Mining Methods on the Strength Behavior of Gas Hydrate-Bearing Sediments // The 6th International Conference on Applied Energy - ICAE2014 Energy Procedia 61 (2014). P. 547-551.

Нестеров А.Н. Кинетика и механизмы гидратообразования газов в присутствии поверхностно-активных веществ: дис.. докт. хим. наук. Тюмень, 2006.

Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate hydrates of natural gases. 3rd ed. CRC Press, Taylor & Francis group, 2008. 119 p.

Истомин В.А., Нестеров А.Н., Чувилин Е.М., Квон В.Г., Решетников А.М. Разложение гидратов различных газов при температурах ниже 273 К // Газохимия. 2008. № 3. С. 30-44.

Чувилин Е.М., Козлова Е.В. Исследования формированиямерзлых гидратосодержащих пород // Криосфера Земли. 2005. Т. IX. № 1. С. 73-80.

Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 236 с.

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