Resumen

Se ha desarrollado un modelo a escala de poros para estudiar el flujo de gas a través de medios porosos multiescalares basado en una alfombra de Sierpinski autosimilar bidimensional. Se propone el tensor de permeabilidad con efecto de deslizamiento, y se han discutido los efectos de las configuraciones complejas en la permeabilidad del gas. El presente modelo fractal se ha validado mediante la comparación con modelos teóricos y datos experimentales disponibles. Los resultados numéricos muestran que el campo de flujo y la permeabilidad del modelo anisotrópico de Sierpinski son diferentes de los del modelo isotrópico, y la anisotropía de los medios porosos puede mejorar la permeabilidad del gas. La permeabilidad al gas de los medios porosos aumenta con el incremento de la porosidad, mientras que disminuye con el aumento de la dimensión fractal de los poros bajo una porosidad fija. Además, el efecto de deslizamiento del gas se refuerza a medida que disminuye la dimensión fractal de los poros. Sin embargo, la relación entre el efecto de deslizamiento del gas y la porosidad es una función decreciente no monótona porque la reducción del tamaño de los poros y el aumento de la resistencia al flujo pueden estar involucrados simultáneamente con la disminución de la porosidad. El modelo fractal a escala de poros propuesto puede aportar información sobre la caracterización de las estructuras complejas y multiescalares de los medios porosos y la comprensión de los mecanismos de flujo de gas. Los resultados numéricos pueden proporcionar directrices útiles para las aplicaciones de los materiales porosos en la ingeniería del petróleo y el gas, la ingeniería hidráulica, la ingeniería química, la ingeniería de la energía térmica, la ingeniería alimentaria, etc.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:efectos de deslizamiento del gas, permeabilidad del gas, dimensiones fractales, resultados numéricos, medios porosos, mecanismo de flujo de gas, tamaño de poro reducido, modelo fractal actual, alfombra de sierpinski similar, datos experimentales disponibles
• Keywords:gas slippage effects, gas permeability, fractal dimensions, numerical results, porous media, gas flow mechanism, reduced pore size, present fractal model, similar sierpinski carpet, available experimental data