CO_2水合物法淡化海水影响因素的实验研究

实验探究了CO2水合物法淡化海水的影响因素。在模拟海水的盐水溶液中进行水合物反应,分解后测出溶液前后盐度的变化,分析了压力、温度以及溶液的盐度等因素对淡化效果的影响。由结果分析可知,水合物分解后的水溶液盐度有一定降低,采用CO2水合物法可以实现海水淡化的目的,温度越低,压力越高,淡化效果越好,CO2水合淡化合适压力在4～5 MPa,合适温度2～3℃,可以逐级对海水盐溶液进行水合淡化,以达到要求的淡化效果,用合理的淡化流程来达到好的淡化效益。

HCFC-141b水合物海水淡化试验研究

首先介绍了海水淡化方法以及水合物法海水淡化的发展,接下来初步试验探究了HCFC-141b在盐水中生成水合物的实验,测出盐水溶液在水合物生成前后盐度的变化,由结果分析可知采用水合物的生成和分解可以实现海水淡化的目的。最后提出水合物法海水淡化目前存在的问题以及对工质要求、对试验装置的改进建议。

CO_2置换甲烷水合物热力学影响因素实验研究

CO2置换法作为一种集温室气体储存和天然气水合物开发于一体的方法引起了国内外学者的注意。通过检测置换过程中气相组分的变化情况,研究了压力和温度对CO2置换甲烷水合物置换率的影响。实验体系为纯水,置换反应时间为50h。实验结果表明,在CO2注入压力为2.5MPa时,当温度分别为273.15K、274.15K、275.65K、276.15K时,置换反应结束时气相中CH4的摩尔分数从置换反应开始时的1.56%分别达到39.74%、41.89%、45.45%、48.04%。在置换温度为275.65K时,当CO2注入压力分别为2.2MPa、2.5MPa、2.8MPa、3.1MPa时,置换率分别达到44.87%、45.45%、46.66%、47.21%。可见,置换温度与压力在一定范围内对置换率的影响是正向的,但影响程度不大。

置换法开采天然气水合物的实验研究

在模拟海底多孔介质的实验条件下,研究了质量分数同为0.05%的不同种类的添加剂SDS、THF、TBAB对CO2置换天然气水合物的影响,与纯水体系的对比发现,在此质量分数下TBAB置换率最高,SDS次之,THF置换率低于纯水。同时研究了质量分数分别为0.05%和0.03%的SDS添加剂对置换速率的影响。研究了在模拟海底盐度的情况下,置换反应受到阻碍的原因。

二氧化碳置换甲烷水合物的实验研究

CO2置换CH4水合物是一种开发CH4的新方法,该方法既可以开发CH4,又可以永久储存CO2。通过自行优化设计的实验装置,研究了石英砂介质体系中温度和压力对置换效率的影响。实验结果表明,在置换压力为2.5MPa,温度为273.15K、274.15K、275.15K、276.15K、277.15K、278.15K时,置换率分别为1.75%、6.99%、13.43%、5.53%、22.64%、44.90%;在温度为275.15K,置换压力为2.0MPa、2.5MPa、3.0MPa、3.5MPa时,置换效率分别为37.11%、13.43%、3.44%、4.58%。可见,温度和压力都是推动CO2置换CH4水合物反应的影响因素。

R32热力学性质的蒙特卡罗模拟

建立在统计热力学和分子力学理论基础上的分子模拟方法逐渐运用于计算制冷剂的热力学性质。文中首先在NVT系综条件下,采用吉布斯蒙特卡罗模拟方法(GEMC),模拟了R32的气液相平衡的密度、饱和蒸汽压及蒸发焓;其次在NPT系综条件下,采用蒙特卡罗模拟方法(MC),模拟了R32在4MPa条件下的过冷液态密度。模拟结果同美国国家标准研究所(NIST)的Refprop 8.0相比,有很好的一致性。结果表明,运用该方法预测单一制冷剂的热力学性质是可行的。

H型气体水合物稳定性的分子动力学模拟

采用分子动力学方法,模拟了晶穴占有和温度变化对H型气体水合物稳定性的影响。通过考察模拟过程中最终构象、径向分布函数等分子微观特征,分析晶穴占有和温度变化对H型水合物晶体结构稳定性的影响。模拟结果表明晶穴填充物对H型水合物晶体结构稳定性具有重要作用,而温度对其稳定性的影响则相对较小。

带芯波纹管内液氮流动压降特性的实验研究

高温超导电缆大都采用带真空多层绝热保护的双层波纹管作为冷却电缆的液氮套管。波纹管内含有超导电缆时液氮的流动压力损失是冷却系统设计的重要参数。对光管、波纹管和含有模拟内芯的波纹管内液氮流动下的压降特性进行实验测量,对相同流量和流速下3种管路的压降和相同雷诺数下流动阻力系数的进行比较。相同流量下,压降最大为带芯波纹管,其次为空心波纹管,最小为光管,并且3种管路的压降都随着流量增大而增大;相同雷诺数下,流动阻力系数最大为空心波纹管,其次为带芯波纹管,最小为光管,并且3种管路流动阻力系数都随着雷诺数增大减小,并趋向定值。在实验研究基础上,提出了空心波纹管和带芯波纹管内液氮压降的无量纲经验关联式。

超导电缆系统的运行与维护

介绍了已投入运行的国内首条低温绝缘高温超导电缆系统的日常运行情况,结合日常运行维护管理经验,简述了超导电缆系统的特点、运行要求和维护管理。

倾斜角度对管内液氮流动阻力系数的影响

高温超导电缆大都采用带真空多层绝热保护的双层波纹管作为冷却电缆的液氮套管。波纹管内含有超导电缆时液氮的流动压力损失是其低温系统设计的重要参数。超导电缆根据实际布置需要,存在按一定角度倾斜排布的情况。对倾斜角度的波纹管进行了液氮流动实验,考察倾斜角度和流动阻力系数的关系。同时,也对光滑圆管进行不同倾斜角度的CFD仿真,考察光滑圆管内液氮流动受到不同角度下重力作用的影响。通过上述两方面的研究,得出结论认为在超导电缆实际应用中,电缆的倾斜不会对液氮的流动压力损失造成明显影响。

插入芯体的螺旋型波纹管液氮流动特性仿真研究

液氮在传输管线中的压降特性一直是高温超导电缆低温系统最重要的设计参数之一。以往针对液氮流动阻力的研究大多在直管或环型波纹管方面,主要关注其几何尺寸对压降的影响。然而,实际应用的长距离高温超导电缆更适合应用螺旋型波纹管。本文主要研究螺旋型波纹管插入导体芯后管内液氮的流动特性。通过建立三维数值模型,对螺旋型波纹管中插入直径为5、8 mm的3根或4根螺旋绞织缠绕导体芯时的液氮流动阻力进行对比分析。结果表明,导体芯的粗细、导体芯自身螺旋缠绕的节距、及导体芯缠绕时相互间形成的空隙大小均是直接影响液氮流动压降、摩擦因子的关键因素,并获得了液氮摩擦因子与上述参数的定量关系。

螺旋型波纹管流阻测量系统研制及液氮压降测量

超导电缆芯通常内嵌于真空绝热波纹管并被管内低温流动介质冷却和保护。螺旋型波纹管因一次成型制作长度上的优势更适合于大长度超导电缆应用。设计并搭建了螺旋型波纹管液氮流动压降特性实验台,不仅可以方便地更换被测波纹管样品,而且允许插入不同规格的线芯模拟物。利用该实验台测量了液氮流量1~9 L/min区间内不同规格(通径11~15 mm)螺旋型波纹管插入4 mm线芯后的流动压降特性。实验结果验证了三维波纹管压降损失数值模型的准确性。同时,通过进行不同尺寸波纹管实验,发现尺寸变化对摩擦因子变化规律的影响不明显,这为通过该实验台获得小管径实验数据用于指导大管径实际应用波纹管设计提供了理论基础。

高温超导电缆冷却系统现状与发展

结合国内外高温超导电缆工程实例从制冷原理,系统形式等方面介绍了几种常用的高温超导电缆冷却系统;同时从适用条件、运行可靠性、经济性等方面对它们进行比较;分析国际上对高温电缆冷却系统的研究趋势,并对其研究发展提出建议。