رضا آذین

در این تحقیق، میزان انتقال جرم گازهای تزریقی دی اکسیدکربن و متان به درون نفت سنگین، به کمک معادلات حاکم فیک و اصلاح شده فیک به صورت عددی بررسی شده است. شبیه سازی عددی با استفاده از روش اجزای محدود و مطابق با مشخصات و فرضیات داده های آزمایشگاهی معتبر به روش افت فشار انجام پذیرفت. در این قسمت از دو نوع شرط مرزی تعادلی، و غیرتعادلی برای حل معادله فیک و شرط مرزی تعادلی در سطح تماس بین دو فاز برای حل معادله اصلاح شده فیک استفاده شده است. بر این اساس به کمک حل عددی به مقایسه بین معادلات حاکم فیک و غیرفیک پرداخته شده است. محققین بیان داشتند که سیستم دی اکسید کربن-نفت سنگین به دلیل وجود مقاومت در سطح انتقال جرم، سریع به تعادل نمی رسد. از این رو در کارهای پیشین محققین برای رسیدن به جواب دقیق تر از شرط مرزی غیرتعادلی در سطح بین دو فاز با اضافه کردن ترم مقاومت به شرط مرزی استفاده نمودند. در این تحقیق با فرض وجود مقاومت در فاز مایع از شرط مرزی تعادلی استفاده می شود و با اضافه کردن جمله تغییرات شار انتقال جرم نسبت به زمان و عبارت زمان تاخیر (?) به معادلات عمومی فیک، معادلات اصلاح شده فیک (ماکسول-کاتانیو) حاصل می گردد که نتایجی مشابه شرط مرزی غیرتعادلی را نشان می دهد. از مزایای این روش این است که شار انتقال جرم وابسته به زمان در نظر گرفته شده است و به کمک عبارت زمان تاخیر (مدت زمان رسیدن به تعادل ترمودینامیکی) تاخیر در تعادل داشته باشیم. از سویی دیگر بر طبق قانون فیک ساختار پخش با سرعت بی نهایت در تمامی مناطق سیال بلافاصله مشاهده شده است. که این ویژگی از لحاظ فیزیکی غیر قابل قبول است و معادله غیرفیک توانسته است این ضعف را با سرعت پخش محدود غلظت، جبران کند. برای سیستم متان- نفت سنگین، مقاومت در سطح انتقال جرم آن مشاهده نشده است و انتخاب نوع معادله انتقال و شرط مرزی تاثیری در نتایج ندارد به طوری که در دو معادله فیک و غیرفیک نتایج یکسانی مشاهده شده است.