Прогнозировать физические процессы в ходе переработки газовых гидратов, перспективных экологичных энергоресурсов, позволит новый подход ученых Томского политеха. По их словам, методика существенно повысит эффективность применения этих веществ в энергетике и других сферах. Результаты опубликованы в журнале International Journal of Heat and Mass Transfer.
Газовые гидраты — напоминающие лед кристаллические соединения, образующиеся из воды и газов при определенных температурах и давлениях. В последние десятилетия они все чаще применяются в качестве экологически нейтрального топлива в энергетике и транспорте.
По словам ученых, использование природных газовых гидратов имеет большой потенциал, так как их запасы огромны, а транспортировка более безопасна, чем в случае сжиженного газа. Кроме того, газовые гидраты содержат очень много газа на единицу объема: например, в 1 куб. м гидрата метана содержится до 170 куб. м метана.
Ученые Томского политехнического университета при поддержке государственной программы «Приоритет-2030» предложили новый подход к прогнозированию поведения топлива из газовых гидратов в процессе переработки. Методика, по словам создателей, применима как для разработки новых энергетических установок, так и для подбора оптимальных режимов сжигания гидратов в существующих системах.
«Характеристики распада газовых гидратов зависят от совокупности параметров: давление и температура, размеры частиц гидрата и удельная площадь его поверхности, вид элементарной кристаллической ячейки, особенности взаимодействия молекул газа и воды и другие. Наш подход позволяет понять физику этого процесса и дать рекомендации по управлению им», — рассказал доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политеха Дмитрий Антонов.
Методика также отличается высокой скоростью расчетов, подчеркнули ученые. Кроме того, как отметили специалисты вуза, подход позволяет работать с гидратами разного происхождения, учитывая их структурные особенности, обусловленные климатом региона формирования.
В дальнейшем научный коллектив намерен расширить новый подход, разработав метод полного описания динамики газов при разложении газовых гидратов.
