《四丁基溴化铵水合物浆在水平直圆管内的流动压降研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《四丁基溴化铵水合物浆在水平直圆管内的流动压降研究（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、四丁基溴化铵水合物浆在水平直圆管内的流动压降研究 巫术胜肖睿黄冲唐良广冯自平樊栓狮 ( 广州天然气水合物研究中心，中国科学院广州能源研究所，广州5 1 0 6 4 0 ) 摘 要通过水平管内四丁基溴化铵( T B A B ) 水合物浆( C H S ) 的流动实验，对水合物浆的流变性和摩擦阻力 特性进行了研究。实验工质采用浓度为2 2 和3 0 的T B A B 溶液生成的不同固相含量( 妒) 的水合物浆。实 验结果表明，不同固相含量的水合物浆均具有幂律流体的特性，其n 矗参数受固相含量影响。在摩擦阻 力方面，经拟合得到摩擦阻力系数和刀锄的关联式。该关联式可以较好地满足T B A B 水合物浆
2、流动阻力计 算的需要。 关键词四丁基溴化铵水合物浆压降潜热输送 R E S E A R C HO NP R E SS U R ED R O PO FT B A BC H SF L O WI NH O R I Z O N l A L P I P E W u s h u s h i n g X i a oR u i H u a n g C h o n gT a n gL i a n g g u a n gF e n gZ i p i n g F a nS h u a n s h i ( G u a n g z h o uC e n t e rf o rG a sH y d r a t eR e s
3、 e a r c h , G u a n g z h o uI n s t i t u t eo f E n e r g yC o n v e r s i o n ，C A S ) A b s t a e tn er h e o l o g ya n dp r e s s u r ed r o po fT e t r a - n - B u t y lA m m o n i u mB r o m i d e ( T B A B ) C l a t h r a t eH y d r a t e S l u r r y ( C H S ) i nh o r i z o n t a lp i p e
4、f l o ww a si n v e s t i g a t e dt h r o u g has e r i e so fe x p e r i m e n t s T h eT B A BC H Sw i t h d i f f e r e n tv o l u m ef r a c t i o no fs o l i d ) w a sp r o d u c e db yc o o l i n gt h eT B A Bs o l u t i o nt od i f f e r e n tt e m p e r a t u r ew i t h c o n c e n t r a t
5、i o no f2 2 w t a n d3 0 w t r e s p e c t i v e l y T h ep o w e rl a wp r o p e r t yo fT B A BC H Sw a sc o n f i r m e di nt h e e x p e r i m e n t s F u r t h e r m o r e ，t h ev a l u eo f p o ，“ v a r i e sw i t h 妒n ef r i c t i o np r e s s u r ed r o pc o r r e l a t i o nw i t h 月咖w a s
6、o b t a i n e dt h r o u g he x p e r i m e n t s a n di ti sf o u n dt h ec o r r e l a t i o ni Ss u i t a b l ef o rt h ec a l c u l a t i o no ff l o wf r i c t i o no f T B A BC H S K e yw o r d s T B A BC H SP r e s s u r ed r o pL a t e n th e a tt r a n s p o r t a t i o n 0引言 根据应用温度的条件、使用场合
7、的不同以及需 要实现的不同功能，热量输送媒体有不同的分类。 根据输送媒体中有无相变可以分成：潜热输送和显 热输送n 1 。潜热输送利用相变过程中的潜热远远大 于显热这一特性，在相同条件下，潜热输送媒体的 输送热量密度比显热输送媒体大得多。四丁基溴化 铵( T e t r a - n - B u t y l a m m o n i u mB r o m i d e ，简称T B A B ) 水 合物是一种类似气体水合物的准包接水合物( S e m i 基金项目；百人计划基金项目 作者简介：巫术胜( 1 9 7 6 一) ，男，硕士研究生 6 5 0 C l a t h r a t eH y d
8、r a t e ) ，能在常压下由T B A B 水溶液生 成。其生成温度受T B A B 水溶液浓度影响，范围在 O 1 2 之间。T B A B 水合物分子结构是由阴离子( B n 和水分子形成笼状框架，阳离子( C H 3 ( C H 2 ) 3 4 N + ， 以下简写为B u 4 N + ) 填充于框架内形成口1 ，其晶体几 何外形呈柱状b 1 。水合物晶体和冰晶类似，可以在 一定的条件下与T B A B 水溶液达到相平衡状态，从 而得到类似冰浆的悬浊液( 固液两相混合物) 一水 合物浆( C l a t h r a t eH y d r a t eS l u r r y ，简称C
9、H S ) 。水合 物粒子大小在1 0 1 0 0 9 m 之间H 1 ，在流动中其柱状水 合物粒子易断裂。 作为一种潜热输送媒体，T B A B 水合物浆流动 的摩擦阻力计算在实际的工程应用中非常重要，日 本钢管株式会社1 只在层流范围内建立了摩擦阻力 系数与R 咖关联式，M y r i mD a r b o u r e t 等H 1 得到了一 定固相含量下的压降同雷诺数的关系式。本文从非 牛顿流体单流体模型的角度出发，通过T B A B 水合 物浆在水平管内流动的方法测量其流变性，并通过 妇凇建立其在层流、湍流条件下的摩擦阻力系数计 算公式。 1实验原理及方案 1 1 幂律流体理论 1 1
10、 1 流变性 时间独立的固液两相流体的流变性通常用下 列本构方程表达： f 一2 “户”纩D ( 1 ) l 户= 0 i 7f pc-日d厶 2 O 8 6 4 2 0 l l O O 0 0 O 【I 参考文献 姚豪、周春燕、梁德清等，水合物浆和冰浆高密度潜 热输送研究进展化工学报，2 0 0 3 5 4 ( 增刊) ：P 5 7 6 l A l a d k oL S ，D y a d i nYA ，R o d i o n o vTV c ta l ，C l a t h r a t e H y d r a t e s o f T e t r a b u t y l a m m o n i
11、u m a n d T e t r a i s o a m y l a m m o n u mH a l i d e s J o u r n a lo fS t r u c t u r a l C h e m i s t r y , 2 0 0 2 4 3 ( 6 ) ：9 9 0 9 9 4 O y a m aH S h i m a d aW ，E b i n u m aTe ta 1 。P h a s ed i a g r a m , l a t e n th e n t a n ds p e c i f i ch e a to fT B A Bs e m i c l a t h r a
12、t e h y d r a t ec r y s t a l s F l u i dP h a s eE q u i l i b r i a ，2 0 0 5 2 3 4 ： 1 3 1 - 1 3 5 D a r b o u r e tM ，C o u m i lM ，a n dH e r dJM ，R h e o l o g i c a l s t I l d yo fT B A Bh y d r a t es l u r r i e sa ss e c o n d a r yt w o - p h a s e r e f r i g e r a n t s I n t e r n a t
13、 i o n a lJ o u r n a lo f R e f r i g e r a t i o n , 2 0 0 5 2 8 ( 5 ) ：6 6 3 - 6 7 1 日本钢管株式会社，研究项目1 1 ：高密度潜熟翰送菪 6 5 4 l ；咖，o 研究朋凳新z 木肛芊廑巢技衍鲶合阴 凳机槽委托棠耪成果辗告害，2 0 0 1 2 ( 11 ) ：2 8 2 9 6 江体乾化工流变学上海：华东理工大学出版社， 2 0 0 4 7 R a b i n o w i t s c h , B O b c rd i eV i s c o s i t l tu n dE l a s t i z i t
14、 【tv o n S o l e n p h y s i k C h e m ，19 2 9 。1 4 5 A ：l 8 M e t z n e rAB R e e dJC F l o wo fn o n n e w t o n i a nf l u i d s c o r r e l a t i o no ft h el a m i n a r , t r a n s i t i o n i n dt u r b u l e n t f l o w r e g i o n s A I C h EJ o u r n a l ，1 9 5 5 1 ( 4 ) ：4 3 4 - 4 4 0 9 S
15、 h i m a d aWS h i r o M 。K o n d o ，H e ta L T e t r a - n - b u t y l a m m o n i u mb r o m i d e w a t e r ( I 3 8 ) A c t a C r y s t a l l o g r a p h i c aS e c t i o nC ，2 0 0 5 6 1 ：0 6 5 0 6 6 1 0 L i p k o w s k i ，J K o m a r o vVY ，R o d i o n o v aTV e ta 1 T h e S t r u c t u r eo fT e t r a b u t y l a m m o n i u mB r o m i d e H y d r a t e ( C , 毋I g ) 4 N B r - 2 1 3 H 2 0 J S u p r a m 0 1 C h e m ，2 0 0 2 2 ( 4 5 ) ： 4 3 5 - 4 3 9 I = 眩 口 n
