ИСТИНА

Формирование порфировых месторождений меди сопровождается многофазной фильтрацией двухкомпонентной смеси H2O-NaCl в широком диапазоне давлений (1–2000 бар) и температур (0–1000°С). Фильтрация сопровождается фазовыми переходами различных типов – испарением, конденсацией, выпадением в осадок твёрдой фазы соли. Возможны однофазные, двухфазные и трёхфазные термодинамические равновесия газовых, жидких (водный раствор соли) фаз и твёрдой фазы соли (Рис.). Течения происходят при до- и сверхкритических термодинамических условиях, а также могут достигаться околокритические условия, при которых малым изменениям давления и температуры соответствует значительное изменение плотности и вязкости фаз. Нелинейное поведение свойств смеси требует привлечения развитых методов их расчёта. В настоящей работе предложен метод расчёта теплофизических параметров бинарной смеси H2O-NaCl. Предварительно, до расчета фильтрации, строится термодинамический потенциал смеси – молярная энтропия в зависимости от давления, молярной энтальпии и молярного компонентного состава [1]. Расчёт потенциала в области газовых и жидких фаз проводится по кубическому уравнению состояния, а в области твёрдой фазы по явным соотношениям. Данный термодинамический потенциал откалиброван по опубликованным в литературе лабораторным измерениям свойств и построенным на их основе корреляциям для однофазных, двухфазных и трехфазных состояний смеси H2O-NaCl. При известном потенциале термодинамическое равновесие смеси определяется из решения задачи условного экстремума: для заданных давления, полной энтальпии и полного компонентного состава смеси определяется состояние с максимальной энтропией среди всех возможных однофазных, двухфазных и трёхфазных термодинамических равновесий. Интерпретация подобной постановки задачи связана с определением свойств бинарной смеси заданного состава, помещённой в сосуд под подвижный поршень (Рис.). Сосуд теплоизолированный, а на поршне лежит груз, т.е. заданы энтальпия и давление. Демонстрируется, что погрешность расчета свойств смеси H2O-NaCl в рамках предложенного метода не превышает 20%.