مدل سازی ترمودینامیکی و بهینه سازی پارامترهای مدل ترمودینامیکی فرآیند تشکیل هیدرات متان در محیط متخلخل با استفاده از الگوریتم ژنتیک

اهمیت مطالعه هیدرات های گازی در محیط های متخلخل, مربوط به جنبه زیست محیطی آنها جهت جداسازی گاز دی اکسید کربن به صورت هیدرات در بستر اقیانوس ها و همچنین استخراج گاز طبیعی از مخازن هیدرات به عنوان یک منبع انرژی برای آینده کره زمین می باشد. لذا نیاز به دانستن نمودار تعادل فازی هیدرات, واضح و بدیهی می باشد. اختلاف محاسبات ترمودینامیکی در محیط متخلخل نسبت به یک محیط معمولی ناشی از کاهش اکتیویته آب در اثر نیروهای مویینگی می باشد. در این تحقیق پارامتر های مختلف ترم محاسبه اکتیویته مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج مدل به ازای مقادیر مختلف کشش سطحی محاسبه شده است و نشان داده شده است که انتخاب یک کشش سطحی مناسب, تا چه اندازه می تواند در دقت محاسبات تأثیر گذار باشد. همچنین وابستگی پارامتر فاکتور شکل, با دمای تشکیل هیدرات, با کمک داده های تجربی و استفاده از الگوریتم ژنتیک به عنوان یک ابزار بهینه سازی قوی, بدست آمده است. جهت محاسبات ترمودینامیکی از دو مدل مختلف استفاده شده است که یک مدل با فرض تک سایز بودن محیط متخلخل و دیگری با در نظر گرفتن توزیع سایز, می باشد. در پایان, اثر نمک بر رفتار فاری هیدرات در محیط متخلخل بررسی شده است و نشان داده شده است که اثر نمک همسو با اثر محیط متخلخل بوده و سبب کاهش اکتیویته آب و انتقال نمودار تعادلی به دماهای کمتر و فشار های بالاتر می شود. وابستگی پارامتر فاکتور شکل با دمای تشکیل هیدرات در حالتی که آب درون منافذ دارای نمک باشد نیز, بدست آمده است.