Проверяемый текст
Потапов Вадим Владимирович. Разработка способов извлечения кремнезема из высокотемпературных гидротермальных теплоносителей (Диссертация 2004)
[стр. 58]

58 л Модель предполагает, что скорость отложения (г/см -мин) включает два слагаемых, одно из которых скорость отложения мономерной формы ЯП)) другое скорость отложения частиц, сформировавшихся в результате поликонденсации, Кр [92]: Кт + Кр, (2.11) Скорость отложения мономерной формы лимитируется кинетикой реакции, идущей на поверхности: $1(0Н)4 = ЗЮ2+2Н20 Скорость отложения ортокремниевой кислоты зависит от температуры и состава раствора, и по результатам экспериментовс синтетическими растворами принималась равной [92]: К.т= 1,20(С,Сс)'-т0н°’7) (2.12) где Ят выражено в кг/м2-с, тонконцентрация гидроксид-ионов ОН', моль/кг.
При температуре 100-140°С рН раствора принимает значения 7,47-7,15, концентрация гидроксид-ионов (0,17
0,28)-10"1 моль/кг, а скорость роста отложения ортокремниевой кислоты Кт= (1,8 3,0)-Ю'7г/см2-мин.
Результаты экспериментов с синтетическими растворами выражаются в виде уравнений для скорости Кт, учитывающих зависимость от температуры:
Ят=(А5/У$>к-(у$/Кя-1), (2.13-1) к = к25*ехр((-Еч/КеН 1 /Т 1 /298,15)), (2.13-2) где А/У5 отношение площади, на которую отлагается кремнезем, к объему воды, м2/м3, у5 — активность кремнезема 81(ОН)4 в водном растворе, Кч — константа равновесия реакции растворения кварца, к25 константа в уравнении для скорости отложения при 25°С, к25 = 4,3-10'14 моль/м2*с, Еч энергия активации, Еч = 75 кДж/моль.
Уравнения
(2.13-1), (2.13-2) дают значения слагаемого для условий эксперимента на Мутновском месторождении значительно меньшие, чем Кр.
[стр. 117]

Скорость роста отложений кремнезема в межтрубном пространстве оказалась высокой (0.75 2 ) 1 0 '5 г/см2-мин.
Близкие значения скорости наблюдались в тесте с геотермальным раствором на Вайракей 2-10'6 г/см*мин [140].
Серия экспериментов на геотермальном поле Охааки на скважине ВК22 дала значение (2 -3)* 10‘7 г/см2 мин [140, 141], тест на Хверагерди в Исландии показал скорость 6.6*Ю‘7г/см2*мин [140, 142].
По результатам Мутновского теста выполнено моделирование влияния гидродинамических условий обтекания поверхности канала на процесс отложения кремнезема.
В расчетах использована известная модель Джеймисона, на которой опробывались данные по испытаниям на Вайракей, Охааки и Хверагерди в разных предельных случаях малых частиц размером 1.0 нм и частиц, выросших после длительного старения раствора до размера 20.0 нм [140].
Модель предполагает, что скорость отложения Я* (г/см -мин) включает два слагаемых, одно из которых скорость отложения мономерной формы Ят, другое скорость отложения частиц, сформировавшихся в результате полимеризации, Кр [140]: К5= Я т + Я р (2.23) Скорость отложения мономерной формы Я™ лимитируется кинетикой реакции, идущей на поверхности: 51(0Н)4=5Ю2+2Н20 Скорость отложения мономерного кремнезема зависит от температуры и состава раствора, и по результатам экспериментов с синтетическими растворами принималась равной [140]: Ят=1.20(С1-Се)2.тон 07, (2.24) где Ят выражено в кг/м2-с, Шонконцентрация гидроксид-ионов ОН*, моль/кг.
При температуре 100-140°С рН раствора принимает значения 7.47-7.15, концентрация гидроксид-ионов (0.17
0.28)-10'4 моль/кг, а скорость роста отложения 7 2 мономерного кремнезема Ят= (1.8 3.0)-10‘ г/см -мин.


[стр.,118]

118 Результаты экспериментов с синтетическими растворами выражаются в виде уравнений для скорости Кт, учитывающих зависимость от температуры: Кт = (А/У5>к(уУКя-1), (2.25-1) к = к25ехр((-Еч/К8К1/Т1/298.15)), (2.25-2) где А5/У5 отношение площади, на которую отлагается кремнезем, к объему воды, м2/м3, у5 активность кремнезема §1(ОН)4 в водном растворе, К<, константа равновесия реакции растворения кварца, к25 константа в уравнении для скорости отложения при 25°С, к25 = 4.3*10'14 моль/м2 с, Еч энергия активации, Еч = 75 кДж/моль.
Уравнения
(2.25-1), (2.25-2) дают значения слагаемого К™ для условий эксперимента на Мутновском месторождении значительно меньшие, чем Кр.
Скорость отложения частиц зависит от движущей силы N5, равной разности концентраций частиц в ядре потока и поверхности трубы ( м 3 ) и коэффициента массопереноса частиц к (м/с) [140] : 4 лКър,Ы3к 3 (2.26) где р5плотность частиц, кг/м3, р8«(2-2.2)103 кг/м3, Я радиус частиц, м.
Концентрация частиц на внутренней поверхности трубы принималась равной нулю.
Характерный масштаб скорости и* в турбулентном потоке выражается через среднерасходную скорость в круглой трубе ио и коэфициент гидравлического сопротивления Хн [143, 144]: ,ЛН и ' я и ч т (2.27) Коэффициент гидравлического сопротивления вычислялся по формулам Блазиуса и Никурадзе [143, 144]: Хн=0.3164-Ке-°” Ке<106 (2.28-1) Хн=0.0032+0.221/Ке02” Ке>106 (2.28-2)

[Back]