一种新的水合物有效导热系数球形串并联模型

摘要：

导热系数是天然气水合物(以下简称水合物)重要的热物理学性质参数之一,但实验室制备的水合物样品中不可避免地存在孔隙,难以测得纯水合物导热系数.为此,基于热阻原理提出了一种新的水合物有效导热系数球形串并联模型,并结合已有的实验数据获得了纯甲烷水合物导热系数的半经验方程.同时,利用该模型计算了水合物样品的有效导热系数与孔隙度,分析了制备方法对样品品质的影响.研究结果表明:①压力介于4.0～9.5 MPa和温度介于263.15～279.15 K时,纯甲烷水合物的导热系数为0.7557～0.7712 W/(m·K);②较之于孔隙度,孔隙流体性质对测量值影响更大;③样品压实可以有效减小孔隙度,但无法达到零孔隙;④溶解气法制备的样品中残留表面活性剂,影响样品纯度;⑤预先压实冰粉法制备的样品平均孔隙度为18.73％±0.23％,优于一般的压实方法,且在纯度上优于溶解气法.结论认为,新的水合物有效导热系数球形串并联模型不仅可以更准确地计算水合物样品导热系数,而且还可以分析样品品质,进而为水合物资源开发和衍生技术的应用提供了可靠的基础数据.

关键词：天然气水合物、有效导热系数、球形串并联模型、冰粉法、样品制备、样品品质、孔隙度、孔隙流体

所属期刊栏目：42

分类号：P744.4;TE21;TM924.76

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金;基于地质分层的岩土热物性参数反演研究;青岛西海岸新区科技计划项目

在线出版日期：2022-11-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：131-138