考虑气体多层吸附的表面扩散传输模型

摘要：

纳米孔内气体主要以吸附态为主,孔隙壁面的表面扩散传输对多孔介质内气体流动的贡献不容忽视.鉴于Langmuir单层吸附模型不能有效描述高温高压条件下的气体吸附特征,以单层吸附覆盖度为基础,推导出新的吸附气体表面扩散系数的理论计算公式,并利用相关实验和理论数据验证其合理性和准确性.在此基础上构建纳米孔隙壁面气体多层吸附表面扩散模型,分析压力和温度对表面扩散传输的影响效应和规律.结果 表明:提出的新的吸附气体表面扩散系数计算公式在计算吸附气体表面扩散系数方面更具优势,有效反映了气体分子的多层吸附特征;基于多层吸附理论所建立起来的吸附气体表面扩散新模型,综合考虑了温度和压力的耦合效应,比传统气体表面扩散模型更加准确可靠;压力和温度是影响吸附气体表面扩散的两个重要方面,在以表面扩散传输为主的纳米孔中,气体表面扩散通量的压力影响效应显著(压力升高9 MPa,通量增大2个数量级),温度影响效应较弱(平均温度每升高1℃,通量降低1.13％).

关键词：多层吸附、表面扩散模型、纳米孔隙、温度影响、压力影响

所属期刊栏目：44

分类号：TE312(油气田开发与开采)

资助基金：国家重点研发计划项目;国家自然科学基金项目;教育部“创新团队发展计划”项目;深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目;河南省教育厅高校重点科研项目;煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室访问学者基金项目

在线出版日期：2020-12-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：115-123