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多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

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水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力.但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素.针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化.通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟.结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一.导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制.在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制.
Numerical simulation of methane hydrate formation and heat transfer in porous materials

郎雪梅、姚柳眉、樊栓狮、李刚、王燕鸿

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华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640

广东省燃料电池技术重点实验室,广东广州510640

广东省先进绝缘涂料工程技术研究中心,广东珠海519175

水合物 数值模拟 传热 水合物生成 多孔材料

5187606921736005202206050001202206050002

2022

10.11949/0438-1157.20220512

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(9)
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