管道螺旋流动和促进剂作用下的CO2水合物生成特性研究

目录

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创新点摘要

第一章 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 气体水合物简介

1.2.2 气体水合物利用技术

1.2.3 气体水合物生成强化技术

1.2.4 水合物成核生长模型

1.3 本论文的主要研究内容

第二章 气体水合物反应液表面张力测定与分析

2.1 表面张力测定方法及设备

2.2 实验气体及试剂

2.3 实验结果和分析

2.3.1 表面张力分析基础

2.3.2 SDBS 对水合反应液的表面张力影响

2.3.3 CTAB对水合反应液的表面张力影响

2.3.4 SDS 对水合反应液的表面张力影响

2.3.5 纳米石墨颗粒对水合反应液的表面张力影响

2.4 本章小结

第三章 促进剂作用下的CO2水合物相平衡实验与模型建立

3.1 相平衡测试方法及装置

3.1.1 水合物相平衡实验装置

3.1.2 水合物相平衡测试方法

3.1.3 水合物相平衡实验材料

3.2 CO2气体水合物相平衡实验及数据分析

3.2.1 纯水体系水合物相平衡实验

3.2.2 纳米石墨颗粒对CO2水合物相平衡影响

3.2.3 表面活性剂对CO2水合物相平衡影响

3.3 水合物相平衡热力学模型建立

3.3.1 纯水体系CO2气体水合物相平衡模型

3.3.2 气相中气体逸度的计算

3.3.3 含纳米石墨颗粒的水合物相平衡模型建立

3.3.4 水合物相平衡热力学模型计算与验证

3.4 本章小结

第四章 促进剂作用下的CO2水合物生成动力学特性研究

4.1 实验装置、材料、实验方法

4.1.1 实验装置与材料

4.1.2 实验方法

4.1.3 水合物生成动力学实验过程简介

4.1.4 水合物生成动力学过程评价

4.2 纳米石墨体系下水合物生成动力学特性

4.2.1 纳米石墨浓度的影响

4.2.2 实验压力的影响

4.2.3 实验温度的影响

4.2.4 搅拌速度的影响

4.2.5 纳米石墨颗粒作用下水合物生成机理分析

4.3 表面活性剂体系下水合物生成动力学特性

4.3.1 SDS 体系下水合物生成动力学特性

4.3.2 SDBS 体系下水合物生成动力学特性

4.3.3 表面活性剂作用下水合物生成机理分析

4.4 纳米石墨颗粒与表面活性剂复合促进体系下水合物生成动力学特性

4.4.1 纳米石墨颗粒与SDS 复合促进体系下水合物生成动力学特性

4.4.2 纳米石墨颗粒与SDBS 复合促进体系下水合物生成动力学特性

4.4.3 纳米石墨颗粒和表面活性剂复合作用下水合物生成机理分析

4.5 本章小结

第五章 管道螺旋流动体系下CO2水合物生成特性研究

5.1 高压管道水合物实验环道

5.1.1 高压管道水合物实验环道简介

5.1.2 高压管道水合物实验模式及步骤

5.2 管道内插螺旋扭带流场分析与扭带结构优选

5.2.1 管道内插螺旋扭带数值建模及模型求解

5.2.2 管道内插螺旋扭带数值计算结果校验

5.2.3 螺旋扭带流场特性分析

5.2.4 管道水合物实验装置中螺旋扭带选用

5.3 管道螺旋流动体系下水合物生成实验

5.3.1 实验内容

5.3.2 典型的水合物生成实验过程简介

5.4 管道螺旋流动体系下水合物生成特性影响分析

5.4.1 水合物诱导期影响分析

5.4.2 水合物反应速率和耗气量影响分析

5.4.3 水合物生成对管路压差影响分析

5.4.4 多相流动体系下CO2+水体系水合物生成机理分析

5.5 本章小结

第六章 多相流动体系下气体水合物生成预测模型

6.1 含水合物相的管道多相流动计算简述

6.2 含水合物相的多相流动计算模型

6.2.1 连续性方程

6.2.2 动量方程

6.2.3 能量方程

6.2.4 基本参数计算

6.2.5 方程的边界条件和初始条件

6.3 管道螺旋流和促进剂作用下水合物生成动力学模型

6.3.1 水合物生成动力学简介

6.3.2 水合物生成过程中气液接触面面积的计算

6.3.3 螺旋流动和促进剂作用下水合物生成动力学模型改进

6.4 多相流动体系下水合物生成预测模型求解

6.4.1 多相流动方程的离散

6.4.2 多相流动下水合物生成预测计算步骤

6.5 多相流动体系下水合物生成预测模型校验

6.5.1 改进前的水合物模型优选

6.5.2 改进的水合物生长动力学模型校验

6.6 结论

结论

参考文献

攻读博士学位期间取得的研究成果

致谢

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