天然气水合物颗粒间液桥力的理论研究

【摘要】：天然气水合物聚集堵塞管道是安全输气的一大威胁,而天然气水合物颗粒间的液桥力是决定天然气水合物颗粒聚集与否的主导力。为此,对天然气水合物颗粒间的液桥力进行了相关理论研究,明确了液桥力为静态液桥力和动态黏性力之和,进而分析了接触角、半填充角、颗粒表面间距、颗粒粒径对天然气水合物颗粒间液桥力的影响。结果表明:接触角、半填充角、颗粒表面间距的增加以及天然气水合物颗粒粒径减小都可以有效降低甚至消除天然气水合物颗粒间的液桥力;通过添加表面活性剂增大接触角、添加防聚剂控制天然气水合物颗粒粒径以及增大体系中的水含量来增大半填充角都是降低颗粒间液桥力、防止颗粒聚集的有效手段。同时,还研究了液桥力与液桥破裂能、液桥体积的关系,结论表明:在颗粒表面间距大于液桥临界破裂距离的1/10时,液桥力随液桥体积增大而增大,而液桥破裂能与液桥体积无关。 【作者单位】： 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院;
【关键词】： 天然气水合物 液桥力 颗粒粒径 颗粒表面间距 接触角 半填充角 液桥体积 临界破裂距离 液桥破裂能
【基金】：国家自然科学基金“水合物颗粒聚集动力学及流动安全研究”(编号:51006120) 高等学校博士学科点专项科研基金“天然气水合物生长动力学及快速形成机理研究”(编号:20110133110004) 中央高校基本科研业务费专项资金资助(编号:11CX04048A&11CX06076A) 中国石油大学(华东)“研究生创新工程资助项目”(编号:CX-1241)
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 天然气水合物聚集堵塞管道已经成为天然气管输的一大难题[1-4]。笔者从颗粒微观受力角度研究天然气水合物颗粒的聚集,提出天然气水合物的防治措施,为天然气水合物浆技术提供理论支持。天然气水合物颗粒呈强亲水性[5],颗粒间产生液桥,液桥力是决定天然气水合物颗粒聚集与否的

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