The object of research, development or design (in Russian) : Объектом данного исследования, разработки и проектирования было изучение и моделирование коллоидных газовых афронов (CGA) для повышения эффективности восстановления нефтезагрязненных пористых сред. Работа включала проведение многомасштабных экспериментов, включая испытания в масштабе пор и Дарси, а также одномерные и двумерные эксперименты в резервуарах и колоннах, для оценки эффективности CGA и динамики течения при вытеснении нефтепродуктов, таких как дизельное топливо, из пористых сред. Для моделирования реологического и транспортного поведения CGA в различных масштабах были разработаны вычислительные модели с использованием таких инструментов, как COMSOL Multiphysics, и таких методов, как уравнения Навье-Стокса, метод набора уровней и метод фазового поля. Исследование также было сосредоточено на анализе неньютоновского поведения CGA при сдвиговом растяжении с использованием таких моделей, как модели Гершеля-Булькли и Гершеля-Булькли-Папанастасиу, для оптимизации эффективности потока и вытеснения. Эти модели были уточнены и расширены для эффективного представления течения CGA в одномерных и двумерных пористых средах с конечной целью улучшения рецептур CGA и методов моделирования для повышения потенциала восстановления в реальных экологических приложениях.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Бұл зерттеудің, әзірлеудің және жобалаудың объектісі мұнаймен ластанған кеуекті орталарды қалпына келтіру тиімділігін арттыру үшін коллоидты газды афрондарды (CGA) зерттеу және модельдеу болды. Жұмыс кеуекті ортадан дизельдік отын сияқты мұнай өнімдерін ығыстыруда CGA тиімділігін және ағын динамикасын бағалау үшін кеуекті және Дарси масштабындағы сынақтарды, сондай-ақ 1D және 2D резервуар мен баған эксперименттерін қоса алғанда, көп ауқымды эксперименттерді жүргізуді қамтыды. COMSOL Multiphysics сияқты құралдарды және Навье-Стокс теңдеулері, деңгейлер жинағы әдісі және фазалық өріс әдісі сияқты әдістерді пайдалана отырып, әртүрлі масштабтағы CGA реологиялық және тасымалдау тәртібін модельдеу үшін есептеу модельдері әзірленді. Зерттеу сонымен қатар ағын мен орын ауыстыру тиімділігін оңтайландыру үшін Гершель-Булкели және Гершель-Булкели-Папанастасиоу үлгілері сияқты үлгілерді пайдалана отырып, CGA-ның Ньютондық емес ығысу созылу әрекетін талдауға бағытталған. Бұл модельдер 1D және 2D кеуекті орталарда CGA ағынын тиімді көрсету үшін нақтыланған және кеңейтілген, оның түпкі мақсаты қоршаған ортаны қорғаудың нақты қолданбаларында қалпына келтіру әлеуетін арттыру үшін CGA формулалары мен модельдеу әдістерін жетілдіру.

Aim of work (in Russian) : Цель данной работы заключалась в разработке и оптимизации рецептур коллоидного газового афрона (CGA) и методов моделирования для повышения эффективности и результативности восстановления нефтезагрязненных пористых сред. Характеризуя неньютоновское поведение CGA и моделируя динамику его течения в различных масштабах, исследование было направлено на улучшение способности CGA вытеснять нефтяные загрязнители, такие как дизельное топливо, из пористых структур. В конечном итоге цель заключалась в создании надежного, масштабируемого метода восстановления, который можно было бы применять в реальных условиях для очистки окружающей среды на загрязненных нефтью участках.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жұмыстың мақсаты мұнаймен ластанған кеуекті орталарды қалпына келтірудің тиімділігі мен тиімділігін арттыру үшін коллоидты газды афронды (CGA) формулалары мен модельдеу әдістерін әзірлеу және оңтайландыру болды. CGA-ның Ньютондық емес мінез-құлқын сипаттау және оның ағынының динамикасын бірнеше масштабта модельдеу арқылы зерттеу CGA-ның кеуекті құрылымдардан дизель отыны сияқты мұнай ластаушы заттарды ығыстыру қабілетін жақсартуға бағытталған. Сайып келгенде, мақсат мұнаймен ластанған учаскелерде қоршаған ортаны тазарту үшін нақты ортада қолдануға болатын сенімді, ауқымды қалпына келтіру әдісін жасау болды.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования объединили экспериментальные и вычислительные подходы для изучения эффективности коллоидных газовых афронов (CGA) в восстановлении почвы. Экспериментальные методы включали многомасштабные испытания в масштабах пор и Дарси с использованием одномерных колонок и двухмерных резервуаров для оценки способности CGA вытеснять дизельное топливо из пористых сред. Испытания в капиллярной трубке моделировали поведение потока в масштабе пор, а реологические свойства измерялись с помощью реометра, чтобы оценить неньютоновское поведение CGA при сдвиговом утончении. Методы моделирования включали построение вычислительных моделей для воспроизведения переноса CGA в пористых средах. Уравнения Навье-Стокса, а также методы набора уровней и фазового поля использовались на уровне пор, а модели Гершеля-Булькли и Гершеля-Булькли-Папанастасиу - на уровне Дарси. COMSOL Multiphysics послужил основным инструментом для анализа поведения потока CGA в одномерном и двумерном сценариях. Такое сочетание экспериментов и моделирования позволило создать надежную основу для оптимизации стратегий восстановления нефтезагрязненных почв на основе CGA.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері топырақты қалпына келтірудегі коллоидты газды афрондардың (CGA) тиімділігін зерттеу үшін тәжірибелік және есептеу тәсілдерін біріктірді. Эксперименттік әдістер CGA дизель отынын кеуекті ортадан ығыстыру мүмкіндігін бағалау үшін 1D бағандары мен 2D резервуарларын қолданатын көп масштабты кеуекті және Дарси шкаласы сынақтарын қамтыды. Капиллярлық түтік сынақтары кеуекті масштабтағы ағынның мінез-құлқын модельдеді және реологиялық қасиеттер CGA Ньютондық емес ығысудың жұқаруы әрекетін бағалау үшін реометр көмегімен өлшенді. Модельдеу әдістері кеуекті ортада CGA тасымалдауын жаңғырту үшін есептеу модельдерін құруды қамтыды. Кеуек деңгейінде Навье-Стокс теңдеулері, сондай-ақ деңгейлер жиынтығы және фазалық өріс әдістері, ал Дарси деңгейінде Гершель-Булкли және Гершель-Булкели-Папанастасиу үлгілері қолданылды. COMSOL Multiphysics 1D және 2D сценарийлерінде CGA ағынының әрекетін талдаудың негізгі құралы ретінде қызмет етті. Тәжірибелер мен модельдеудің бұл комбинациясы мұнаймен ластанған топырақтар үшін CGA негізіндегі қалпына келтіру стратегияларын оңтайландыру үшін сенімді негіз болды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты Исследование показало, что коллоидные газовые афроны (CGA), особенно в сочетании с поверхностно-активными веществами и полимерами, значительно повышают эффективность вытеснения нефти по сравнению с традиционными SDS-пенами. В испытаниях на колоннах 1D CGA достигли 2,24-кратного увеличения коэффициента сопротивления и мобилизовали более чем на 10 % больше дизельного топлива. Эксперименты в двухмерных резервуарах продемонстрировали сплющивание фронта потока благодаря неньютоновскому поведению CGA, способствующему сдвиговому разжижению, что повышает равномерность вытеснения в пористых средах. Реологические испытания подтвердили неньютоновские свойства CGA, а модель Гершеля-Булькли точно описывает его поведение для целей моделирования. Новизна: Данное исследование представило инновационные аспекты восстановления на основе CGA, рассматривая CGA как однофазную неньютоновскую жидкость в масштабе Дарси и применяя многомасштабное моделирование с помощью модели Гершеля-Булькли-Папанастасиу. Применение методов набора уровней и фазового поля в моделях порового масштаба, основанных на методе Навье-Стокса, позволило лучше понять динамику микропузырьков CGA в каналах трещиноватой среды. Двухфазное моделирование и многомасштабные экспериментальные рамки исследования позволили получить новое представление о механике вытеснения CGA, что может привести к созданию более эффективных и масштабируемых технологий рекультивации нефтезагрязненных участков.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Нәтижелер Зерттеу көрсеткендей, коллоидты газды афрондар (CGA), әсіресе беттік-белсенді заттармен және полимерлермен үйлескенде, дәстүрлі SDS көбіктерімен салыстырғанда майдың ығысу тиімділігін айтарлықтай жақсартады. 1D бағандарындағы сынақтарда CGA кедергі коэффициентінің 2,24 есе артуына қол жеткізді және дизель отынын 10%-дан астам жұмылдырды. 2D резервуарларындағы тәжірибелер кеуекті ортадағы жылжу біркелкілігін жақсартатын ығысуды сұйылтуға ықпал ететін CGA-ның Ньютондық емес әрекетіне байланысты ағын фронтының тегістелуін көрсетті. Реологиялық сынақтар CGA-ның Ньютондық емес қасиеттерін растады және Гершель-Булкли моделі модельдеу мақсатында оның әрекетін дәл сипаттайды. Жаңашылдық: Бұл зерттеу CGA-ны Дарси шкаласында бір фазалы Ньютондық емес сұйықтық ретінде өңдеу және Гершель-Булкели-Папанастасиу үлгісін қолданып көп масштабты модельдеуді қолдану арқылы CGA негізінде қалпына келтірудің инновациялық аспектілерін енгізді. Навье-Стокс әдісіне негізделген кеуекті масштабты модельдерге деңгейлер жиынтығы және фазалық өріс әдістерін қолдану сынған орталар арналарындағы CGA микрокөпіршіктерінің динамикасын жақсырақ түсінуді қамтамасыз етті. Зерттеудің екі фазалы модельдеу және көп масштабты эксперименттік жүйесі мұнаймен ластанған учаскелерді қалпына келтіру үшін тиімдірек және ауқымды технологияларға әкелуі мүмкін CGA ығысуының механикасы туралы жаңа түсініктер берді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основная цель исследования заключалась в создании масштабируемого и эффективного метода восстановления с использованием оптимизированных коллоидных газовых афронов (CGA) для нефтезагрязненных пористых сред. Дополненные поверхностно-активными веществами и полимерами, CGA продемонстрировали улучшенную стабильность и неньютоновское поведение, повысив эффективность вытеснения как в однородных, так и в трещиноватых средах. Экспериментальные установки, включающие 1D колонну и 2D резервуар, воспроизводили реальные сценарии, а вычислительное моделирование с помощью COMSOL Multiphysics использовало модели Гершеля-Булькли и Навье-Стокса для эффективного моделирования потока и свойств сдвигового разжижения. Основные технические показатели включают увеличение коэффициента сопротивления в 2,24 раза и более чем на 10 % большее вытеснение дизельного топлива по сравнению со стандартными пенами, что свидетельствует о превосходной эффективности CGA. Разжижение сдвига и фронтальное сглаживание потока, наблюдаемые в экспериментах в двумерном резервуаре, подчеркивают способность CGA равномерно вытеснять загрязняющие вещества. С экономической точки зрения, более высокая эффективность CGA может сократить время восстановления и расход материалов, что снижает затраты на крупномасштабные экологические приложения и делает его перспективным решением для очистки загрязненных нефтью участков.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеудің негізгі мақсаты мұнаймен ластанған кеуекті орталар үшін оңтайландырылған коллоидты газды афрондарды (CGA) пайдалана отырып, масштабталатын және тиімді қалпына келтіру әдісін құру болды. Беттік белсенді заттармен және полимерлермен жақсартылған CHA біртекті де, сынған ортада да орын ауыстыру тиімділігін арттыра отырып, жақсартылған тұрақтылық пен Ньютондық емес мінез-құлық көрсетті. 1D бағанасы мен 2D резервуарды имитациялаған нақты сценарийлерді қамтитын эксперименттік қондырғылар және COMSOL Multiphysics көмегімен есептеу модельдері ағын мен ығысу сұйылту қасиеттерін тиімді модельдеу үшін Гершель-Булкелей және Навьер-Стокс үлгілерін пайдаланды. Негізгі өнімділік көрсеткіштеріне кедергі коэффициентінің 2,24 есе артуы және стандартты көбіктермен салыстырғанда дизельді ығыстырудың 10%-дан астамы кіреді, бұл CGA-ның жоғары өнімділігін көрсетеді. 2D резервуар эксперименттерінде байқалған ығысуды сұйылту және фронтальды ағынды тегістеу CGA ластаушы заттарды біркелкі ығыстыру қабілетін көрсетеді. Экономикалық тұрғыдан алғанда, CGA тиімділігінің жоғары болуы қалпына келтіру уақытын және материалды тұтынуды азайтып, ауқымды қоршаған ортаны қорғауға арналған шығындарды азайтады және оны мұнаймен ластанған учаскелерді тазалаудың перспективалы шешіміне айналдырады.

Level of implementation (in Russian) : Степень реализации данного исследования находится на стадии пилотного проекта. Исследование продемонстрировало эффективность коллоидных газовых афронов (CGA) в лабораторных экспериментах, включая 1D и 2D резервуары, которые имитируют реальные условия. Вычислительные модели, подтвержденные экспериментальными данными, обеспечивают прочную основу для расширения масштабов технологии. Однако полноценное внедрение в полевых условиях еще не осуществлено. Многообещающие результаты лабораторных исследований и хорошо откалиброванные модели позволяют считать технологию восстановления CGA готовой к пилотным испытаниям в полевых условиях, что открывает путь к ее будущему внедрению в более масштабные проекты по восстановлению окружающей среды.

Level of implementation (in Kazakh) : Бұл зерттеуді жүзеге асыру кезеңі пилоттық жоба сатысында. Зерттеу зертханалық тәжірибелерде, оның ішінде нақты дүние жағдайларын имитациялайтын 1D және 2D цистерналарында коллоидты газды афрондардың (CGA) тиімділігін көрсетті. Эксперименттік деректермен қамтамасыз етілген есептеу модельдері технологияны кеңейту үшін берік негіз береді. Алайда, әзірге салада толық жүзеге асырылған жоқ. Перспективалы зертханалық нәтижелермен және жақсы калибрленген үлгілерімен CGA ремедиация технологиясы далалық тәжірибелік сынақтарға дайын, бұл оны болашақта қоршаған ортаны қалпына келтіру бойынша ірі жобаларда енгізуге жол ашады.

Efficiency (in Russian) : Эффективность технологии коллоидных газовых афронов (CGA) для рекультивации почвы очень высока: коэффициент сопротивления увеличился в 2,24 раза по сравнению с традиционными пенами на основе ПАВ и мобилизовал на 10 % больше дизельного топлива, чем обычная SDS-пена. В экспериментах в двухмерных резервуарах CGA продемонстрировала вытесняющую структуру, позволяющую равномерно удалять загрязняющие вещества. Его неньютоновское поведение, связанное со сдвигом, улучшает адаптацию к изменяющимся скоростям сдвига в потоке, что указывает на то, что технология CGA обеспечивает высокоэффективное решение для восстановления нефтезагрязненных участков.

Efficiency (in Kazakh) : Топырақты рекультивациялау үшін коллоидты газды афрон (CGA) технологиясының тиімділігі өте жоғары: кедергі коэффициенті дәстүрлі ББЗ негізіндегі көбіктермен салыстырғанда 2,24 есе өсті және әдеттегі SDS көбікінен 10% көп дизельдік отынды жұмылдырды. 2D резервуарларындағы эксперименттерде CGA ластаушы заттарды біркелкі жою үшін орын ауыстыру құрылымын көрсетті. Оның Ньютондық емес ығысу әрекеті ағынның әртүрлі ығысу жылдамдығына бейімделуді жақсартады, бұл CGA технологиясы мұнаймен ластанған учаскелерді қалпына келтіру үшін жоғары тиімді шешімді қамтамасыз ететінін көрсетеді.

Field of application (in Russian) : Сфера применения технологии коллоидных газовых афронов (CGA) в первую очередь направлена на восстановление окружающей среды, в частности, нефтяных загрязнений. Она эффективно вытесняет и извлекает нефтепродукты, такие как дизельное топливо, из пористых сред, что делает ее пригодной для очистки нефтяных разливов, загрязненной почвы и грунтовых вод. Технология CGA разработана для сложных подземных сред, включая трещиноватые геологические формации, и может применяться при очистке промышленных объектов от углеводородного загрязнения. Кроме того, она может быть использована для восстановления сельскохозяйственных земель, пострадавших от утечек нефти, и применима в лабораторных исследованиях и пилотных испытаниях для дальнейшей оптимизации. В целом, технология CGA представляет собой универсальное и эффективное решение для устранения различных проблем, связанных с нефтяным загрязнением.

Field of application (in Kazakh) : Коллоидты газды афрон (CGA) технологиясын қолдану аясы ең алдымен қоршаған ортаны қалпына келтіруге бағытталған, атап айтқанда мұнаймен ластану. Ол дизельдік отын сияқты мұнай өнімдерін кеуекті ортадан тиімді ығыстырып шығарады және қалпына келтіреді, бұл оны мұнай төгінділерін, ластанған топырақты және жер асты суларын тазалауға жарамды етеді. CGA технологиясы күрделі жерасты орталарына, соның ішінде жарылған геологиялық құрылымдарға арналған және өнеркәсіптік нысандарды көмірсутектердің ластануынан тазарту үшін пайдаланылуы мүмкін. Сонымен қатар, ол мұнайдың ағуынан зардап шеккен ауылшаруашылық жерлерін қалпына келтіру үшін пайдаланылуы мүмкін және зертханалық зерттеулерде және одан әрі оңтайландыру үшін тәжірибелік сынақтарда қолданылады. Жалпы алғанда, CGA технологиясы мұнайдың ластануының әртүрлі мәселелерін жою үшін жан-жақты және тиімді шешімді ұсынады.