多孔介質(zhì)中天然氣水合物分解過(guò)程傳熱分析

【摘要】：天然氣水合物資源儲(chǔ)存量大,能量密度高、環(huán)境友好。對(duì)于其開(kāi)采目前面臨眾多技術(shù)性及安全性問(wèn)題。天然氣水合物分解是一個(gè)吸熱過(guò)程,熱量傳遞直接影響水合物分解速率和分解進(jìn)程,對(duì)天然氣水合物分解過(guò)程傳熱分析對(duì)水合物開(kāi)采的高效性及安全性有重要意義。因此,本文通過(guò)數(shù)值模擬方法對(duì)多孔介質(zhì)中天然氣水合物分解過(guò)程傳熱進(jìn)行分析。 本文利用一個(gè)二維軸對(duì)稱水合物分解模擬器,對(duì)水合物分解時(shí)各傳熱因素的影響進(jìn)行分析。對(duì)控制傳熱的參數(shù)進(jìn)行分離,分類對(duì)含水合物多孔介質(zhì)中的導(dǎo)熱、含水合物多孔介質(zhì)層與上下蓋層之間的導(dǎo)熱、含水合物多孔介質(zhì)中的對(duì)流換熱以及含水合物多孔介質(zhì)層的顯熱等傳熱因素對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物分解進(jìn)程的影響進(jìn)行了系統(tǒng)分析,通過(guò)對(duì)天然氣水合物產(chǎn)氣以及不同分解時(shí)刻壓力、溫度及水合物飽和度分布等數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,揭示了多孔介質(zhì)中天然氣水合物降壓、注熱、以及聯(lián)合開(kāi)采傳熱控制機(jī)理。 研究結(jié)果表明：1、較高的多孔介質(zhì)導(dǎo)熱,在多孔介質(zhì)水合物降壓分解中有限的促進(jìn)水合物的分解；在多孔介質(zhì)水合物注熱分解及聯(lián)合開(kāi)采初期并不利于多孔介質(zhì)中水合物分解,但在后期能使迅速分解整個(gè)區(qū)域內(nèi)水合物縮短整體反應(yīng)時(shí)間。2、含水合物多孔介質(zhì)層與上下蓋層之間的導(dǎo)熱,在沒(méi)有外界額外熱量注入的多孔介質(zhì)水合物降壓分解中是主控因素。3、含水合物多孔介質(zhì)中的對(duì)流換熱,對(duì)多孔介質(zhì)水合物降壓分解一定的影響；對(duì)多孔介質(zhì)水合物注熱分解及聯(lián)合開(kāi)采影響甚微。4、多孔介質(zhì)層的顯熱的研究分為多孔介質(zhì)比熱容和多孔介質(zhì)中含水量?jī)煞矫娣治?。在多孔介質(zhì)水合物降壓分解中,較高的比熱容為含水合物多孔介質(zhì)提供更多的顯熱,促進(jìn)水合物的分解,較多的水反而阻礙了水合物分解及產(chǎn)氣；在多孔介質(zhì)水合物注熱分解及聯(lián)合開(kāi)采時(shí),較高的多孔介質(zhì)比熱容和水含量貢獻(xiàn)了較多的顯熱但阻礙了熱量在多孔介質(zhì)中傳遞,進(jìn)而阻礙了水合物分解。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 分解 導(dǎo)熱 對(duì)流 顯熱
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P744.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 天然氣水合物簡(jiǎn)介8-9
• 1.2 天然氣水合物模擬器介紹9-10
• 1.3 天然氣水合物分解過(guò)程中傳熱因素介紹10-12
• 1.4 選題背景和研究思路12-15
• 2 甲烷水合物分解模型的建立和求解15-22
• 2.1 甲烷水合物分解數(shù)學(xué)模型15-20
• 2.1.1 水合物分解的質(zhì)量守恒方程16-17
• 2.1.2 水合物分解的能量守恒方程17-18
• 2.1.3 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程18-19
• 2.1.4 初始條件設(shè)置19-20
• 2.2 甲烷水合物分解敏感性分析20-22
• 2.2.1 能量守恒方程分析20
• 2.2.2 氣相與水相相對(duì)滲透率方程分析20-21
• 2.2.3 外界環(huán)境傳入熱量分析21
• 2.2.4 含水合物多孔介質(zhì)中顯熱變化分析21-22
• 3 多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解過(guò)程傳熱因素分析22-43
• 3.1 熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的影響分析22-29
• 3.2 外部熱流變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的影響分析29-31
• 3.3 內(nèi)部導(dǎo)熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的影響分析31-37
• 3.4 內(nèi)部對(duì)流變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的影響分析37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 4 多孔介質(zhì)中甲烷水合物注熱分解過(guò)程傳熱因素分析43-57
• 4.1 熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物注熱分解的影響分析43-49
• 4.2 內(nèi)部導(dǎo)熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物注熱分解的影響分析49-55
• 4.3 內(nèi)部對(duì)流變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物注熱分解的影響分析55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 多孔介質(zhì)中甲烷水合物聯(lián)合開(kāi)采過(guò)程傳熱因素分析57-71
• 5.1 注入溫度對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物聯(lián)合開(kāi)采的影響分析57-58
• 5.2 顯熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物聯(lián)合開(kāi)采的影響分析58-63
• 5.3 內(nèi)部導(dǎo)熱變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物聯(lián)合開(kāi)采的影響分析63-68
• 5.4 內(nèi)部對(duì)流變化對(duì)多孔介質(zhì)中甲烷水合物注熱開(kāi)采的影響分析68-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 6 結(jié)論與建議71-74
• 6.1 結(jié)論71-72
• 6.2 建議72
• 6.3 創(chuàng)新點(diǎn)72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況78-79
• 致謝79-80

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