Upload
lane
View
49
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Kőzetek gázáteresztő-képességének vizsgálata lézeres fotoakusztikus módszerrel (és egyéb alkalmazások). Bozóki Zoltán 1 , Tót h Nikolett 2 , Filus Zoltán 3 1: MTA-SZTE Fotoakusztikus Kutatócsoport - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Kőzetek gázáteresztő-képességének vizsgálata lézeres
fotoakusztikus módszerrel(és egyéb alkalmazások)
Bozóki Zoltán1, Tóth Nikolett2,Filus Zoltán3
1: MTA-SZTE Fotoakusztikus Kutatócsoport 2: Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék
3: HILASE Fejlesztő, Gyártó, Szolgáltató és Kereskedelmi Kft.
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Gázmolekulák eloszlása nem-konvencionális gázmezők nanopórusos kőzeteiben
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
A CH4 molekulák felszabadulása során lejátszódó folyamatok
• Darcy típusú gázáramlás a makro és mikropórusokból
• Knudsen típusú áramlás és molekuláris diffúzió a nanopórusokból
• Deszorpciós folyamatok a kerogén (szerves anyagot tartalmazó
zárványok) szemcsék felületéről
• Molekuláris diffúzió a kerogén szemcséken belül
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Kőzetmag által kibocsátott gázmennyiség időbeli változására vonatkozó irodalmi adatok
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
A gázmennyiség méréssel szemben támasztott speciális elvárások
• Széles dinamikus tartomány• Gyors válaszidő és egyidejűleg nagy stabilitás • Szelektivitás • Terepi körülmények között is megbízható mérések• Mérési lehetőség széles nyomás és hőmérséklet-tartományokban• Flexibilitás
Fotoakusztikus spektroszkópia
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Fotoakusztikus alap mérési elrendezésM
agya
r Fiz
ikus
Ván
dorg
yűlé
sM
agya
r Fiz
ikus
Ván
dorg
yűlé
sD
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.
P h oto aco u stic c e ll
M icro p h o n e
L a ser m od u le
L a ser con tro ller
S ig n a l an a ly ser
G as in le t
Polimerek gázáteresztő-képességét mérő fotoakusztikus alaprendszer
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Kőzetmérésre általunk kifejlesztett fotoakusztikus rendszer
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Mérési eredmények
Nyomás és koncentrációvezérelt folyamatok összehasonlítása
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
p = 1.5 bar
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
p = 0
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
20 40 60 80 100 120 140 160102
104
106
108
110
112
St
eady
-sta
te p
erm
eatio
n ra
te (c
m3 /m
2 /min
)
Temperature (°C)
A kőzetelvizesedés hatása a gázáteresztő-képességre
DD (m (m22/s)/s)drydry 1.2×101.2×10-8-8
watered for 5 minwatered for 5 min 2.2×102.2×10-9-9
watered for 15 watered for 15 hourshours
3.0×103.0×10-10-10
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
500
1000
1500
2000
2500M
etha
ne tr
ansm
issi
on ra
te (c
m3 /m
in/m
2 )
Time (hour)
dry watered for 5 minutes watered for 15 hours
Összefoglalás és további célkitűzések
• A kőzetekben lejátszódó gáztranszport folyamatok mérése a fotoakusztikus módszer egyik legígéretesebb alkalmazási területe
• Célunk a mérési elrendezés flexibilitásának további növelése
• A fizikai folyamatok mélyebb szintű megértéséhez szükséges kísérletek és modellezési elárások kidolgozása
• A mérési eredmények illesztése gázmező szintű modellekhez
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Fotoakusztikus rendszereink további alkalmazásai
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Földgáz kén-hidrogén és vízgőz-tartalmának mérése
Világszerte több mint 40 db. az SZTE-MOL-Videoton együttműködés keretében kifejlesztett, a Hilase Kft. által gyártott mérőrendszer került telepítésre tengeri fúrótornyokon, gázüzemekben és finomítókban.
2013 év során az SZTE-MOL-Videoton-Hilase kiemelt elismerésben részesült az Innovációs Nagydíj pályázaton.
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
Repülőgépre telepíthető, az atmoszféra vízgőz és teljes víztartalmát mérő fotoakusztikus műszer
2004 óta a CARIBIC projekt része
2013-ban a Kanadai Meteorológiai Szolgálat kutatórepülőgépére
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
A CARIBIC konténerEgy automatikus laboratórium egy utasszállító csomagterébenSúly: 1,5 tonnaRepülési gyakoriság: 1 hónap
Mintavevőegység
Airbus A 340-600
D-AIHE
Légköri aeroszolok optikai abszorpciós tulajdonságainak fotoakusztikus mérése a közeli infravörös, a látható és az ultraibolya tartományban
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.
További információk
• zbozokizbozoki@@physx.u-szegedphysx.u-szeged.hu.hu• www.www.fotoakusztika.fotoakusztika.huhu• www.www.hilasehilase.hu.hu
Köszönöm a Köszönöm a megtisztelő megtisztelő figyelmetfigyelmet!!
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Mag
yar F
izik
us V
ándo
rgyű
lés
Deb
rece
n, 2
013.
aug
uszt
us 2
1-24
.D
ebre
cen,
201
3. a
ugus
ztus
21-
24.