本文關(guān)鍵詞：瓦斯水合固化過程熱效應(yīng)實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：瓦斯水合物的生成過程是放熱過程,但瓦斯水合物在低溫環(huán)境中才能快速生長,所以其水合過程中產(chǎn)生的熱量會對瓦斯水合的進程產(chǎn)生影響,因此有必要開展瓦斯水合過程的熱效應(yīng)及其影響因素研究。本文以此為目標(biāo),進行了大量的實驗研究,取得以下研究成果:(1)基于瞬態(tài)熱線法原理,對瓦斯水合物的導(dǎo)熱系數(shù)進行了測試。研究表明在一定的溫度范圍內(nèi),本文所測定的瓦斯水合物的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而增大。其值比普通保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)值還小,因此其分解量小從而能夠保存較長時間,據(jù)此可知對煤礦瓦斯進行水合分離后以NGH形式進行儲運是可行的。(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了瓦斯水合過程的溫度場-時間曲線。依據(jù)推導(dǎo)的瓦斯水合過程生成熱計算模型對不同體系瓦斯水合過程的生成熱進行了計算。瓦斯水合反應(yīng)前期,有大量的生成熱集中產(chǎn)生,中后期逐漸減少,最后趨于零。(3)對不同實驗體系瓦斯水合過程的溫度場特征參數(shù)進行了分析。發(fā)現(xiàn)每種反應(yīng)體系的溫度都是先快速上升到一最高值而后逐漸下降至實驗環(huán)境溫度。上層溫度場平均溫度最高,溫度值最高值最高,溫度上升速率最快,中層溫度場次之,下層溫度場平均溫度最低,溫度最高值最低,溫度上升速率最慢。(4)瓦斯氣體中的甲烷濃度對瓦斯水合反應(yīng)過程的生成熱,體系溫度場分布、水合物生長速率等均具有一定的影響。在相同的實驗條件下,甲烷濃度高的瓦斯氣樣在水合過程中放出的熱量較多,溫度場整體溫度及各層溫度場溫度較高,整個過程的水合物生長速率也大。(5)對瓦斯水合過程中不同促進劑的影響機理進行了分析。分析發(fā)現(xiàn)促進劑的添加改善了瓦斯水合物生成的熱力學(xué)條件,縮短了瓦斯水合物生成的誘導(dǎo)時間,提高了瓦斯水合物的生成速率,促進了瓦斯水合物的生成,進而提高了單位時間內(nèi)瓦斯水合物生成過程中的生成熱,改變了整個瓦斯水合反應(yīng)過程的熱效應(yīng)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)THF濃度為1mol/L、SDS濃度為0.5mol/L時,水合反應(yīng)體系的生長速率最大,生成熱最多,水合反應(yīng)體系溫度場溫度最高。(6)瓦斯水合過程是一個三維的、不穩(wěn)定的、有內(nèi)熱源的導(dǎo)熱過程,熱量以熱傳導(dǎo)和熱對流的方式由水合物區(qū)傳向液相、氣相等低溫區(qū)。對瓦斯水合的傳熱過程進行了數(shù)學(xué)描述,建立了瓦斯水合過程的溫度場方程,對其進行了理論求解。并與實際過程的溫度場分布規(guī)律進行了對比,發(fā)現(xiàn)二者是吻合的。
【關(guān)鍵詞】：瓦斯 水合過程 生長速率 溫度場 熱效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• 英文題名6-8
• Extended Abstract8-22
• 變量注釋表22-24
• 1 緒論24-37
• 1.1 選題的目的及意義26-28
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀28-33
• 1.3 研究內(nèi)容及目標(biāo)33-37
• 2 瓦斯水合實驗系統(tǒng)37-46
• 2.1 實驗系統(tǒng)37-43
• 2.2 實驗基礎(chǔ)原理43-44
• 2.3 實驗步驟44-45
• 2.4 本章小結(jié)45-46
• 3 瓦斯水合物導(dǎo)熱系數(shù)測定46-53
• 3.1 實驗部分46-49
• 3.2 實驗結(jié)果及分析49-51
• 3.3 本章小結(jié)51-53
• 4 甲烷水合固化過程熱效應(yīng)實驗研究53-73
• 4.1 瓦斯水合過程生成熱計算模型53-57
• 4.2 水合過程生長速率計算模型57
• 4.3 實驗體系57-58
• 4.4 實驗過程概述58-61
• 4.5 實驗結(jié)果分析61-69
• 4.6 THF和Span60影響機理分析69-72
• 4.7 本章小結(jié)72-73
• 5 不同濃度瓦斯水合固化過程熱效應(yīng)實驗研究73-87
• 5.1 實驗過程概述73-77
• 5.2 實驗結(jié)果分析77-84
• 5.3 瓦斯水合過程熱效應(yīng)因瓦斯?jié)舛炔煌惖脑蚍治?/span>84-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 6 THF-SDS對瓦斯水合過程熱效應(yīng)影響實驗研究87-107
• 6.1 SDS濃度對瓦斯水合過程熱效應(yīng)影響實驗研究87-97
• 6.2 THF濃度對瓦斯水合過程熱效應(yīng)影響實驗研究97-104
• 6.3 THF-SDS復(fù)配促進劑影響機理分析104-106
• 6.4 本章小結(jié)106-107
• 7 瓦斯水合固化過程傳熱數(shù)學(xué)描述107-117
• 7.1 瓦斯水合固化過程傳熱機理分析107-109
• 7.2 瓦斯水合固化過程溫度場方程109-116
• 7.3 本章小結(jié)116-117
• 8 結(jié)論及展望117-120
• 8.1 主要結(jié)論117-118
• 8.2 主要創(chuàng)新點118-119
• 8.3 研究展望119-120
• 參考文獻120-127
• 作者簡歷127-129
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集129

  本文關(guān)鍵詞：瓦斯水合固化過程熱效應(yīng)實驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：258570