球形水合物颗粒对流换热分解实验研究
文献类型：期刊论文
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| 作者 | 刘丹宁; 张旭辉 ; 李鹏; 梁前勇; 张岩; 鲁晓兵; 乔继延
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| 刊名 | 力学学报
 ; 力学学报
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| 出版日期 | 2025-03-28 ; 2025-03-28 |
| 卷号 | 57期号:04页码:1018-1027 |
| 关键词 | 水合物颗粒 水合物颗粒 分解 相变 对流换热 分解 相变 对流换热 |
| ISSN号 | 0459-1879 ; 0459-1879 |
| 英文摘要 | 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.; 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. |
| 分类号 | 二类 ; 二类 |
| 语种 | 中文 ; 中文 |
| CSCD记录号 | CSCD:7980550 |
| 资助机构 | 国家自然科学基金(U2344223,12472414) ; 国家自然科学基金(U2344223,12472414) ; 广东省基石项目(2023B0303000021)资助. ; 广东省基石项目(2023B0303000021)资助. |
| 其他责任者 | 乔继延 ; 乔继延 |
| 源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/101251]  |
| 专题 | 力学研究所_流固耦合系统力学重点实验室(2012-) |
| 作者单位 | 1.中国科学院力学研究所流固耦合系统力学重点实验室 2.中国科学院大学工程科学学院 3.广州空天科技研究院 4.广州海洋地质调查局 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘丹宁,张旭辉,李鹏,等. 球形水合物颗粒对流换热分解实验研究, 球形水合物颗粒对流换热分解实验研究[J]. 力学学报, 力学学报,2025, 2025,57, 57(04):1018-1027, 1018-1027. |
| APA | 刘丹宁.,张旭辉.,李鹏.,梁前勇.,张岩.,...&乔继延.(2025).球形水合物颗粒对流换热分解实验研究.力学学报,57(04),1018-1027. |
| MLA | 刘丹宁,et al."球形水合物颗粒对流换热分解实验研究".力学学报 57.04(2025):1018-1027. |
入库方式： OAI收割
来源：力学研究所
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