مدل سازي جامع سينتيكي تشكيل هيدرات هاي گاز طبيعي

گاز طبيعي بعنوان يكي از مهم ترين حامل هاي انرژي محسوب مي گردد زيرا حدود يك چهارم مصرف انرژي جهاني را تامين مي نمايد. در اين ميان، هيدرات‌ گاز طبيعي به عنوان يك منبع فراوان هيدروكربني و همچنين يكي از روش‌هاي انتقال گاز شناخته شده است. تشكيل هيدرات گازي غالبا به عنوان يك پديده نامطلوب در صنعت تلقي شده است لذا براي رهايي از اين مشكل سعي شده است با استفاده از بازدارنده‌هاي ترموديناميكي، شرايط دمايي و فشاري سيستم به نحوي رقم بخورد كه تشكيل هيدرات از اساس ناممكن شود بنابراين عمده مطالعات در اين حوزه به مدل سازي ترموديناميكي پرداخته است. اكنون با مشخص شدن كارايي‌هاي مثبت هيدرات‌هاي گازي، لزوم شناخت بيشتر مكانيسم تشكيل هيدرات، مخصوصا مراحل هسته زايي و رشد و مدل سازي سينتيكي آن به وضوح قابل مشاهده است. در اين پژوهش، ابتدا با بررسي مكانيسم‌هاي موجود، ساز وكاري جديد كه شامل ادغام مراحل هسته زايي و رشد مي‌شود، جهت شناخت بيشتر فرآيند تشكيل هيدرات گازي ارائه و سپس بر اساس مكانيسم ارائه شده، يك مدل رياضي براي شبيه سازي ميزان مصرف گاز در اين فرآيند تبيين شده است. در مدل رياضي مذكور تمام مراحل تشكيل هيدرات اعم از انحلال و هسته زايي و رشد توصيف شده اند. همچنين براي تخمين سطح كلي ذرات هيدرات، معادله موازنه جمعيت، بصورت مستقيم و با استفاده از روش تركيبي Lax-Wendroff / Crank-Nicholson حل و نمودارهاي اندازه توزيع ذرات آن ترسيم شده است. علاوه بر اين تكنيك شبكه عصبي مصنوعي براي تعيين مقدار كسر مولي متان در تعادل جامد-مايع مورد استفاده قرار گرفته است. در انتها مدل رياضي مذكور با استفاده از داده‌هاي آزمايشگاهي موجود در منابع مورد ارزيابي قرار گرفته است كه در اغلب موارد، تطابق خوبي بين داده‌هاي تجربي و مدل ارائه شده و در برخي موارد نيز نياز به كار بيشتر بر روي مدل مذكور، مشاهده شده است.