Ροή δύο φάσεων σε πορώδη μέσα με περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές
| datacite.contributor.RelatedPerson | Καζαντζίδης, Ανδρέας | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Αργυρίου, Αθανάσιος | |
| datacite.contributor.Supervisor | Τσακίρογλου, Χρήστος | |
| dc.contributor.author | Στρέκλα, Αναστασία | |
| dc.contributor.other | Strekla, Anastasia | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-20T15:35:31Z | |
| dc.date.available | 2024-03-20T15:35:31Z | |
| dc.date.issued | 2024-03-14 | |
| dc.degree | masterThesis | |
| dc.description.abstract | Μέχρι το 2050 εκτιμάται πως η παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας θα αυξηθεί σχεδόν κατά 50% εξαιτίας της πληθυσμιακής και οικονομικής ανάπτυξης. Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο θα παραμείνουν η κύρια πηγή ενέργειας. Όμως η εξερεύνηση για νέα κοιτάσματα και εξόρυξη των υδρογονανθράκων μπορεί να προκαλέσει την εκτεταμένη ρύπανση υδάτων και εδάφους κατά τη μεταφορά, αποθήκευση και επεξεργασία τους, ενώ η παραγωγή ενέργειας από υδρογονάνθρακες συνοδεύεται από έκλυση μεγάλων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα με σημαντική συνεισφορά στην κλιματική αλλαγή. Σε αυτό το πλαίσιο, πρέπει να επιλεχθούν αποτελεσματικοί μέθοδοι τόσο για την βελτιωμένη ανάκτηση του υπολειπομένου πετρελαίου και φυσικού αερίου (enhanced oil and gas recoveryrecovery) από ταμιευτήρες υδρογονανθράκων όσο και για την αποκατάσταση υπόγειων ταμιευτήρων νερού ρυπασμένων με πετρελαιοειδή. Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί έμφαση στη χρήση νανορευστών, δηλαδή υδατικών διασπορών νανοσωματιδίων καθώς επίσης και σταθεροποιημένων με νανοσωματίδια γαλακτωμάτων (Pickering emulsionsemulsions), για τη ανάκτηση της παγιδευμένης ποσότητας υδρογονανθράκων με τη μέθοδο της υδατικής / χημικής πλημμύρας. Στην παρούσα εργασία, παρασκευάστηκαν υδατικά διαλύματα πολυφαινολών που εξάγονται από τα φύλλα μαϊντανού και χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση και τη σταθεροποίηση υδατικών αιωρημάτων νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου. Μετρήθηκαν οι διεπιφανειακές ιδιότητες και οι ιδιότητες διαβροχής των νανοκολλοειδών για να εκτιμηθεί η ικανότητά τους να σταθεροποιούν Pickering γαλακτώματα αλλά και να κινητοποιούν παγιδευμένα γάγγλια πετρελαίου από πορώδη μέσα. Μελετήθηκαν οι ρεολογικές ιδιότητες των γαλακτωμάτων ενώ η σταθερότητά τους ποσοτικοποιήθηκε με καταγραφή του διαχωρισμού φάσεων (μακροκλίμακα) και μέτρηση της κατανομής μεγέθους σταγόνων (μικροκλίμακα). Η ικανότητα των νανοκολλοειδών και των γαλακτωμάτων να απομακρύνουν την υπολειπόμενη ελαϊκή φάση από πορώδη μέσα αξιολογήθηκε με κύκλους δοκιμών αποστράγγισης / πρωτογενούς εισρόφησης / δευτερογενούς εισρόφησης σε ένα διαφανές δίκτυο πόρων χαραγμένο σε γυαλί για ένα σύστημα ελαϊκής φάσης / υδατικού διαλύματος. Σε κάθε δοκιμή, καταγράφηκαν οι παροδικές αλλαγές του κορεσμού της ελαϊκής φάσης και της πτώσης πίεσης στο πορώδες μέσο και τα αποτελέσματα ερμηνεύτηκαν λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές αδιάστατων παραμέτρων, όπως ο λόγος ιξωδών και ο τριχοειδής αριθμός. Η συγκριτική ανάλυση της απόδοσης ανάκτησης ελαϊκής φάσης, μέσω της έκχυσης νανοκολλοειδών αιωρημάτων και Pickering γαλακτωμάτων επέτρεψε την ταξινόμηση των διαφόρων ρευστών και επιλογής των πιο αποτελεσματικών συστημάτων. | |
| dc.description.sponsorship | Η παρούσα εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Φαινομένων Μεταφοράς και Πορωδών Υλικών του Ινστιτούτου Επιστημών Χημικής Μηχανικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας/ (ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ). Η εργασία υλοποιήθηκε στα πλαίσια του έργου «Βελτιωμένη εξόρυξη πετρελαίου από νανοσωματίδια επικαλυμμένα με πολυμερή», Ακρωνύμιο: EOR-PNP, που χρηματοδοτήθηκε από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (H.F.R.I) στο πλαίσιο της «1ης πρόσκλησης για H.F.R.I. Ερευνητικά έργα για την υποστήριξη μελών ΔΕΠ και Ερευνητών και την προμήθεια ερευνητικού εξοπλισμού υψηλού κόστους» (Αριθμός έργου: HFRI-FM17-361). Επίσης η εργασία υποστηρίχθηκε οικονομικά και από τα έργα: (1) «Ανάπτυξη κινητής μονάδας οζονισμού για την εξυγίανση ρυπασμένων εδαφών και λάσπης γεωτρήσεων-OZOREMSOIL » με κωδικό πρότασης Τ2ΕΔΚ-01447 και κωδικό πράξης MIS 5069890 στα πλαίσια του ΕΡΕΥΝΩ-ΔΗΜΙΟΥΡΓΩ-ΚΑΙΝΟΤΟΜΩ και (2) «Strategies for health protection, pollution Control and Elimination of Next generAtion RefractIve Organic chemicals from the Soil, vadose zone and water (SCENARIOS) το οποίο χρηματοδοτείται από την ευρωπαϊκή ένωση Horizon 2020 | |
| dc.description.translatedabstract | Until 2050 global energy consumption is expec ted to increase by almost 50% due to population and economic growth. So, the oil and natural gas will remain the main source of energy . However, the exploration of new oil and gas fields and the extraction of hydrocarbons may cause water and soil pollution during their transport , storage, and while the energy production of fossil fuels comes with the emission of enormous amounts of carbon dioxide with significant contribution to the climate change. In this context, efficient methods must be chosen for both the enhanced recovery of residual oil and gas from depleted reservoirs and the remediation of oil polluted groundwater. During the last years, emphasis has been placed on the use of nanofluids, namely aqueous dispersions of nanoparticles as well as nanoparticle stabilized Pickering emulsions, for the recovery of hydrocarbons trapped in porous media by the method of water / chemical flooding . In the present work aqueous solutions of polyphenols extracted from parsley leaves were prepared and used for the synthesis and stabilization of aqueous suspensions of iron oxide nanoparticles The interfacial and wetting properties of nano colloids we re measured to assess their capacity to generate stable Pickering emulsions and mobilize trapped oil ganglia from porous media . The rheological properties of emulsions were measured, and their stability was quantified by recording the phase separation (macro scale) and measuring the oil drop size distribution (micro scale). The capacity of nano colloids and emulsions to withdraw the residual oil from the pore space was evaluated with cycles of drainage / primary imbibition / secondary imbibition tests performed on a transparent glass etched pore network for an oil / aqueous solution system In each test, the transient changes of the fluid saturation along with the pressure drop across the porous medium were recorded, and the results we re interpreted by accounting for the values of dimensionless parameters, like the viscosity ratio , and Capillary number . A comparative analysis of the residual oil displacement efficiency, attained through the injection of nano colloid suspensions and Pickering emulsions, allowed us to classify the various fluids , and select the most efficient ones. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/26892 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution 3.0 United States | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/ | * |
| dc.subject | Βελτιωμένη ανάκτηση πετρελαίου | |
| dc.subject | Αποκατάσταση εδαφών από πετρελαιοειδή | |
| dc.subject | Νανορευστά | |
| dc.subject | Χημική πλυμμήρα | |
| dc.subject | Νανοσωματίδια οξειδίων σιδήρου | |
| dc.subject.alternative | EOR | |
| dc.subject.alternative | NAPLs | |
| dc.subject.alternative | Iron oxide nanoparticles | |
| dc.title | Ροή δύο φάσεων σε πορώδη μέσα με περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές | |
| dc.title.alternative | Two-phase flow in porous media with environmental and energy applications |