بررسی مدل غیرفیک برای محاسبه ضریب نفوذ کربن دی اکسید درآب با روش کاهش فشار

ذخیره و دفع co2 به سازندهای آبده یک روش امیدوارکننده برای کاهش گازهای گلخانه ای و مقابله با پدیده گرم شدن کره زمین است. اندازه گیری میزان دقیق انحلال co2 در سفره های آب شور به یافتن یک مدل مناسب برای نفوذ گاز وابسته است. در حال حاضر به منظور اندازه گیری ضریب نفوذ ملکولی بیشتر از روش های غیر مستقیم، از جمله روش کاهش فشار استفاده می شود. مهم ترین نکته در این روش استفاده از مدل و شروط مرزی مناسب و تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشگاه است. در این مقاله، از روش مدل سازی غیر فیک برای تحلیل داده های آزمایشگاهی روش افت فشار برای انتشار گاز co2 در سفره های آب شور استفاده شده و نتایج با مدل فیک با دو نوع شرط مرزی گوناگون، مقایسه شده است. بدین منظور با استفاده از حل معکوس و به حداقل رساندن تابع خطای تشکیل شده بین مقادیر فشار - زمان مدل سازی و تجربی، با استفاده از روش های بهینه سازی، ضریب نفوذ، ضریب انتقال جرم و زمان تاخیر تخمین زده شده اند. نتایج نشان می دهد که ضریب نفوذ با در نظر گرفتن شرط مرزی غیرتعادلی بیش از دو برابر شده است و با نتایج تجربی سازگارتر است. همچنین، مدل غیرفیک با وجود ترم تنظیم کننده زمان تاخیر، رسیدن به تعادل را به تاخیر می اندازد و سازگاری بیشتری با نتایج تجربی به خصوص در لحظه های اولیه دارد.

investigation on nonfickian model for prediction of co2 diffusion coefficient in water by pressure decay method

storage and dispose of co2 in aquifers is a promising techniques to mitigate global warming and reduce greenhouse gases (ghg). measurement of co2 dissolution rate in saline aquifers is dependent on the finding an appropriate model for gas diffusion. indirect methods, especially pressure decay, are currently being used to measure molecular diffusivity. the most important point in this method is the useage of appropriate model and analyze the experimental results. in this paper, non-fick modeling method is used to analyze the experimental data of pressure decay method for co2 emission in saline aquifers and the results are compared with fick model with two different types of boundary conditions. for this purpose, by the inverse solution and minimizing the error function between the pressure-time values of the modeling and the experimental using optimization are estimated diffusion coefficient, mass transfer coefficient and delay time. the results show that with respect to the non-equilibrium boundary condition the diffusion coefficient was more than doubled compared to the equilibrium boundary condition and the non-equilibrium boundary condition is more consistent with the experimental results. on the other hand, the nonfickian model delays the equilibrium arrival with a delay time regulator term and is more consistent with the experimental results, especially in the early moments.