مدل سازی کشش سطحی سیستم آب - گاز با استفاده از نظریه گرادیان

کشش سطحی، خاصیت فیزیکی مهمی است که بر روی بسیاری از فرآیند های صنعتی تاثیر می گذارد. جداسازی، تقطیر، استخراج، جذب و جذب سطحی مثال هایی هستند که رفتار سطحی نقش مهمی دارد. به ویژه کشش سطحی مخلوط های گاز – آب تاثیر قابل ملاحظه ای بر روی هسته زایی هیدرات و در نتیجه سرعت تشکیل هیدرات دارد. هر چند اندازه گیری کشش سطحی بسیار مورد توجه است، داده های مربوطه، به خصوص برای مخلوط گاز + آب نسبتا کمیاب هستند. به منظور جلوگیری از اندازه گیری های تجربی زمان گیر و پر هزینه، به تخمین های قابل اعتماد نیاز است. روش های زیادی برای پیش بینی کشش سطحی سیالات خالص و مخلوط ها وجود دارد به عنوان مثال: روش پاراکر و مشتقات آن، نظریه حالات متناظر، نظریه اغتشاش و نظریه گرادیان. نظریه گرادیان روشی مناسب برای تخمین کشش سطحی است. در این کار نظریه گرادیان خطی ( lgt ) به همراه معادله حالت mprcpa برای پیش بینی کشش سطحی مخلوط های گاز – آب به کار رفته است. پارامتر های تاثیر برای سیالات خالص سولفید هیدروژن، دی اکسید کربن، متان و آب به صورت رابطه ای بر حسب دما به دست آمده اند. همچنین روابطی بر حسب دما برای ضرایب بر هم کنش دو تایی (?_ij ) ارائه شده اند. سپس با استفاده از این مدل کشش سطحی مخلوط های دو تایی سولفید هیدروزن + آب، دی اکسید کربن + آب و متان + آب تخمین زده شدند. برای سیستم سولفید هیدروزن + آب در محدوده دمایی 313- 393 کلوین و محدوده فشار 5/4 – 50 بار، این مدل کشش سطحی را با aad% برابر با 1/5 تخمین می زند. برای سیستم دی اکسید کربن + آب در محدوده دمایی 9/297 – 3/374 کلوین و محدوده فشار 10 – 7/105 بار با aad% برابر با 3/7تخمین می زند. برای سیستم متان + آب در محدوده دمایی 15/298– 15/353کلوین و محدوده فشاری 10 – 150 بار با aad% برابر با 5/5 تخمین می زند. به نظر می رسد که این روش برای سیستم های سولفید هیدروژن + آب و متان + آب نسبت به دی اکسید کربن + متان نتایج بهتری دارد. کلید واژه ها: دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن، کشش سطحی، متان، معادله حالت mpr – cpa، نظریه گرادیان خطی.