-Экспериментальные исследования и математические модели термогидродинамических процессов в гетерогенных дисперсных системах под воздействием внешних физических полейКод

Проект направлен на экспериментальное и численное исследования термогидродинамических процессов, протекающих в дисперсных системах (водонефтяная эмульсия) при тепловом и электромагнитном воздействии. В ходе реализации проекта предлагается исследовать процессы конвективного перемешивания и расслоения эмульсионнойсистемы, стабилизированной природными высокомолекулярными компонентами, в прямоугольной ячейке под действием теплового и электромагнитного полей высокочастотного и сверхвысокочастотного диапазонов. Для этого будет разработан специальный экспериментальный стенд с использованием оптического оборудования с высоким разрешением. Будут определены закономерности расслоения эмульсионной системы при различных режимах тепловой конвекции жидкости в зависимости от параметров воздействия, физико-химических свойств и состава объектов исследования, определены оптимальные параметры физических полей. Математические модели,описывающие процессы тепломассопереноса в дисперсной углеводородной жидкости под действием электромагнитных полей, будут построены на базе современной электро-термогидродинамики необратимых процессов с учетом переменных физико-химических свойств эмульсий и процессов коагуляции и коалесценции капель. Новизна математических моделей заключается во включении в их состав определяющих соотношений для описания процессов разрушения бронирующих оболочек и коагуляции отдельных капель водонефтяной эмульсии. Алгоритм численного решения будет реализован в программном пакете OpenFoam. Моделирование динамики эмульсионной системы будет проводиться с использованием диффузионного приближения. Кроме того, предлагается провести комплекс экспериментальных исследований по определению механических характеристик бронирующей оболочки и силового воздействия электромагнитного поля на полярные компоненты нефти с применением методоватомно-силовой микроскопии и модифицированных в ходе реализации проекта методик. Для контроля физико-химических параметров объектов исследований эксперименты предлагается проводить на модельных эмульсиях,приготовленных по специальной методике. Микрожидкостные устройства и экспериментальные ячейки будутизготавливаться с применением технологии мягкой литографии. Реализация проекта позволит:- улучшить понимание теплофизических процессов протекающих в эмульсионных системах под воздействием внешних физических полей;- определить положительные и отрицательные аспекты влияния конвективных течений в жидкости на процесс расслоения эмульсионных систем при тепловом и электромагнитном воздействии на них;- пополнить теоретическую и экспериментальную базы знаний о процессах тепломассопереноса в высокоустойчивых эмульсионных системах;- получить новые знания для практического использования электромагнитной технологии разрушения высокоустойчивых эмульсий и для разработки технических нововведений для снижения потерь при промысловой подготовке нефти, предотвращения образования нефтяных шламов, а также их безопасной и эффективной утилизации.