建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统，分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统，用一个温度场的对流一扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变...建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统，分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统，用一个温度场的对流一扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变化规律．在联立几个方程并用有效的数值算法及Matlab语言编程求解后，得出了系统中温度、压力及物质流速随时间的变化曲线，并对黑烟囱体内部的动态热平衡和压力平衡进行了分析．在普通黑烟囱体系统模型的基础上进一步建立了巨型羽状流（巨羽流）生成的数学模型．选择胡安·德富卡（Juan de Fuca）洋脊热液喷口对巨羽流的形成进行了模拟，其结果与Baker根据实测数据估算的近似值吻合很好．在上述模型的基础上进一步探讨了巨羽状流形成的一系列条件及主要参数对巨羽流生成周期、温度和最大物质流速等的影响．主要结论如下：巨羽流系统可以由普通黑烟囱系统发展演化而成，其实际过程是普通黑烟囱流系统活动所形成的热液沉积在一定程度上会堵塞热液喷溢通道（相当于形成盖层），造成热液在海底之下积蓄和升温，从而导致浮压力差增大，经过2～3a（浮压力差达到盖层破裂极限值）则可形成巨羽流系统，巨羽流产生时的热源温度必须超过500℃，喷出热液的最高温度为413℃左右（与实际观测到的海底热液的最高温度一致）．当反应区热源温度增大时，产生巨羽流的临界时间明显变短（可能不到1a），而临界温度（巨羽流生成时的温度）及巨羽流的最大物质流速几乎不随其变化；随着渗透率的增大，巨羽流的最大物质流速也随之增大，但其增速随渗透率的进一步增大而变缓，并逐渐趋向一个相当于下渗流无摩擦阻力时的极限稳定值．展开更多
在全球总长为64000 km的洋中脊系统中,慢速扩张洋中脊约占其中的60%(Mark Hannington,2011)。慢速扩张洋中脊发育的热液系统相对稳定,往往较易形成大规模的硫化物矿床(Fouquet,1997;Hannington et al.,2005),据估算,大约有85%的洋中脊...在全球总长为64000 km的洋中脊系统中,慢速扩张洋中脊约占其中的60%(Mark Hannington,2011)。慢速扩张洋中脊发育的热液系统相对稳定,往往较易形成大规模的硫化物矿床(Fouquet,1997;Hannington et al.,2005),据估算,大约有85%的洋中脊硫化物资源集中发育在慢速扩张洋中脊(Mark Hannington,2011)。然而。展开更多
In order to explain the oscillation heat transfer dynamics of closed loop oscillation heat pipe (CLOHP) with two liquid slugs,analysis on the forces and heat transfer process of the partial gas-liquid phase system inv...In order to explain the oscillation heat transfer dynamics of closed loop oscillation heat pipe (CLOHP) with two liquid slugs,analysis on the forces and heat transfer process of the partial gas-liquid phase system involving multiple parameters was carried out,and a new type oscillation heat transfer dynamic model of the CLOHP was set up based on conservation laws of mass,momentum and energy.Application results indicate that its oscillation heat transfer dynamics features depend largely on the filling rate,pipe diameter and difference in temperature.Besides,oscillation intensity and transfer performance can be improved to a large extent by increasing the temperature difference properly and enlarging the pipe diameter within a certain range under a certain filling rate.展开更多
文摘建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统，分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统，用一个温度场的对流一扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变化规律．在联立几个方程并用有效的数值算法及Matlab语言编程求解后，得出了系统中温度、压力及物质流速随时间的变化曲线，并对黑烟囱体内部的动态热平衡和压力平衡进行了分析．在普通黑烟囱体系统模型的基础上进一步建立了巨型羽状流（巨羽流）生成的数学模型．选择胡安·德富卡（Juan de Fuca）洋脊热液喷口对巨羽流的形成进行了模拟，其结果与Baker根据实测数据估算的近似值吻合很好．在上述模型的基础上进一步探讨了巨羽状流形成的一系列条件及主要参数对巨羽流生成周期、温度和最大物质流速等的影响．主要结论如下：巨羽流系统可以由普通黑烟囱系统发展演化而成，其实际过程是普通黑烟囱流系统活动所形成的热液沉积在一定程度上会堵塞热液喷溢通道（相当于形成盖层），造成热液在海底之下积蓄和升温，从而导致浮压力差增大，经过2～3a（浮压力差达到盖层破裂极限值）则可形成巨羽流系统，巨羽流产生时的热源温度必须超过500℃，喷出热液的最高温度为413℃左右（与实际观测到的海底热液的最高温度一致）．当反应区热源温度增大时，产生巨羽流的临界时间明显变短（可能不到1a），而临界温度（巨羽流生成时的温度）及巨羽流的最大物质流速几乎不随其变化；随着渗透率的增大，巨羽流的最大物质流速也随之增大，但其增速随渗透率的进一步增大而变缓，并逐渐趋向一个相当于下渗流无摩擦阻力时的极限稳定值．
基金Project(531107040300)supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities in ChinaProject(51176045)supported by the National Natural Science Foundation of China
文摘In order to explain the oscillation heat transfer dynamics of closed loop oscillation heat pipe (CLOHP) with two liquid slugs,analysis on the forces and heat transfer process of the partial gas-liquid phase system involving multiple parameters was carried out,and a new type oscillation heat transfer dynamic model of the CLOHP was set up based on conservation laws of mass,momentum and energy.Application results indicate that its oscillation heat transfer dynamics features depend largely on the filling rate,pipe diameter and difference in temperature.Besides,oscillation intensity and transfer performance can be improved to a large extent by increasing the temperature difference properly and enlarging the pipe diameter within a certain range under a certain filling rate.
