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水合物流動保障實(shí)驗(yàn)室的全透明高壓反應(yīng)釜裝置
水合物流動保障實(shí)驗(yàn)室的全透明高壓反應(yīng)釜裝置進(jìn)行甲烷水合物生長和分解動力學(xué)實(shí)驗(yàn),。通過該高壓全透明反應(yīng)釜,，可以直接觀察到水合物的形成、生長,、聚集,、堵塞和分解過程，也可以觀察水合物顆粒在連續(xù)相介質(zhì),，如氣,、油、水相中的分布情況,。實(shí)驗(yàn)過程中可通過3種獨(dú)立的方式,，充分得到水合物的動力學(xué)特征：
肉眼直接觀察，或借助電子設(shè)備拍照錄像,，圖像處理,，獲取水合物顆粒形態(tài)和分布信息；
壓力和溫度傳感器采集反應(yīng)釜壓力溫度,，由氣體的PVT關(guān)系和質(zhì)量守恒原理計(jì)算得到水合物的生長,、分解速率；
(3)扭矩測量裝置測得為克服流動阻力,、維持葉片在恒定轉(zhuǎn)數(shù)下攪拌所需的電機(jī)扭矩,，從而反映出含水合物顆粒的多相流體的流動特性。該水合物實(shí)驗(yàn)裝置包含一個(gè)內(nèi)徑50.8mm,、長127mm,、壁厚8.5mm的藍(lán)寶石圓管，上下兩端通過與316不銹鋼銜接,，形成一個(gè)密閉的反應(yīng)單元,，反應(yīng)單元容積約為522mL，操作壓力可達(dá)21MPa,。單元內(nèi)的攪拌裝置包含攪拌葉片和擋板,，攪拌葉片由4個(gè)子葉片按十字狀組合而成，擋板放置在圓管內(nèi)壁,，葉片和擋板的配合能夠使實(shí)驗(yàn)介質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)充分混合,。攪拌葉片安裝在磁力耦合攪拌軸的末端，攪拌軸由電機(jī)驅(qū)動,。電機(jī)能夠達(dá)到的轉(zhuǎn)數(shù)是1800r/min,，精度為±1r/min,。該電機(jī)可以測量不同轉(zhuǎn)數(shù)下葉片的扭矩，測量范圍到57N·cm,，精度為±0.04N·cm,。在未攪拌狀態(tài)下，圓柱形反應(yīng)單元內(nèi)下層是實(shí)驗(yàn)液體,，上層是通入的反應(yīng)氣,，氣液界面為反應(yīng)單元的內(nèi)圓形截面；在攪拌狀態(tài)下,，部分氣體會以氣泡的形式融入液相中，且氣相主體和液相主體界面呈現(xiàn)圓錐形,，總的氣液界面為液相主體中氣泡表面與氣液相主體圓錐形界面之和,。反應(yīng)單元的溫度由外面的水浴控制。
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