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球形水合物颗粒对流换热分解实验研究
1
作者
刘丹宁
张旭辉
+4 位作者
李鹏
梁前勇
张岩
鲁晓兵
乔继延
《力学学报》
北大核心
2025年第4期1018-1027,共10页
深海海底甲烷泄露及其环境影响评价是进行天然气水合物(简称水合物)开发必须关注的问题之一.甲烷从海床进入海水后,由于浮力作用而向上运动,形成气液固多相流动,伴随着水合物壳生成、水合物分解、甲烷溶解和微生物厌氧氧化等多个物理化...
深海海底甲烷泄露及其环境影响评价是进行天然气水合物(简称水合物)开发必须关注的问题之一.甲烷从海床进入海水后,由于浮力作用而向上运动,形成气液固多相流动,伴随着水合物壳生成、水合物分解、甲烷溶解和微生物厌氧氧化等多个物理化学过程.纯水合物在对流换热条件下的分解相变速率是海水中甲烷运移评估的关键参数.文章设计了纯水合物颗粒分解相变实验装置,观测不同尺寸的水合物颗粒在不同水体温度及不同水流速度下的分解过程,通过实验探究对流换热条件下水合物分解的机理.基于实验结果分析水合物颗粒的实时分解速率及其变化规律,通过量纲分析方法给出决定分解时间的无量纲控制参数,拟合出对流换热条件下水合物分解时间的无量纲表达式.研究表明,对流换热使水合物颗粒的分解相变明显加快,分解相变时间随雷诺数呈现指数型衰减,随水浴温差呈现幂次型衰减、并且幂指数大于1.0;对流条件的增强,使分解相变阵面有稳定推进的趋势.文章研究结果可为甲烷泄露环境评价、新型开采方案的可行性论证提供基础参数.
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关键词
水合物颗粒
分解
相变
对流换热
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职称材料
题名
球形水合物颗粒对流换热分解实验研究
1
作者
刘丹宁
张旭辉
李鹏
梁前勇
张岩
鲁晓兵
乔继延
机构
中国科学院力学
研究
所流固耦合系统力学重点实验室
中国科学院大学工程科学学院
广州空天科技研究院
广州
海洋地质调查局
出处
《力学学报》
北大核心
2025年第4期1018-1027,共10页
基金
国家自然科学基金(U2344223,12472414)
广东省基石项目(2023B0303000021)资助.
文摘
深海海底甲烷泄露及其环境影响评价是进行天然气水合物(简称水合物)开发必须关注的问题之一.甲烷从海床进入海水后,由于浮力作用而向上运动,形成气液固多相流动,伴随着水合物壳生成、水合物分解、甲烷溶解和微生物厌氧氧化等多个物理化学过程.纯水合物在对流换热条件下的分解相变速率是海水中甲烷运移评估的关键参数.文章设计了纯水合物颗粒分解相变实验装置,观测不同尺寸的水合物颗粒在不同水体温度及不同水流速度下的分解过程,通过实验探究对流换热条件下水合物分解的机理.基于实验结果分析水合物颗粒的实时分解速率及其变化规律,通过量纲分析方法给出决定分解时间的无量纲控制参数,拟合出对流换热条件下水合物分解时间的无量纲表达式.研究表明,对流换热使水合物颗粒的分解相变明显加快,分解相变时间随雷诺数呈现指数型衰减,随水浴温差呈现幂次型衰减、并且幂指数大于1.0;对流条件的增强,使分解相变阵面有稳定推进的趋势.文章研究结果可为甲烷泄露环境评价、新型开采方案的可行性论证提供基础参数.
关键词
水合物颗粒
分解
相变
对流换热
Keywords
hydrate particles
decomposition
phase transformation
convective heat transfer
分类号
TE5 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
球形水合物颗粒对流换热分解实验研究
刘丹宁
张旭辉
李鹏
梁前勇
张岩
鲁晓兵
乔继延
《力学学报》
北大核心
2025
0
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