罗峰
,
欧阳小龙
,
高诚
,
黄愚
,
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文对空气与高温烧结水泥颗粒的气固换热规律进行了非稳态实验研究和数值模拟。通过实验分析了空气速度、颗粒初始温度、颗粒大小对对流换热系数的影响，水泥颗粒直径为8．88cm和5．94cm，水泥颗粒初始温度约为500℃和700℃，空气速度范围1—4m／s，得到了实验范围内空气绕流烧结水泥颗粒的对流换热经验关联式。结果表明：高温烧结水泥颗粒冷却过程中辐射换热热流密度与对流换热热流密度相当，不可忽略；实验所得准则数Nuf与Red的指数关系为0．5。对直径为8．88cm的水泥颗粒对应的试验工况进行了数值模拟，数值模拟结果与实验结果符合较好，误差在20％以内。
关键词:
烧结水泥颗粒
,
气固换热
,
高温
,
实验
,
数值模拟
高诚
,
胥蕊娜
,
薛华庆
,
姜培学
工程热物理学报
对于渗透率低于10-17 m2的低渗透率岩心,传统的常规渗透率测试方法存在有一定的局限性.瞬态压力脉冲衰减法是多种低渗透率测量方法中成本低、操作简便和应用最为广泛的方法.本文介绍了该方法的原理、理论成果以及三个主要不同模型的计算结果比较分析.结果表明,所有模型计算得到的结果同美国岩心公司的气体渗透率测试仪对比结果符合良好.在不考虑气体吸附效应时,Jones模型和API模型准确性高;在考虑气体吸附效应的情况时,应使用CUI模型进行计算,并需要注意考虑气体吸附效应大小的参数的选值.
关键词:
瞬态压力脉冲衰减法
,
渗透率
,
致密岩心
胥蕊娜
,
姜培学
,
李勐
,
郭楠
工程热物理学报
本文对空气流过烧结微细多孔介质的流动和对流换热进行了实验研究.分析了不同颗粒直径条件下摩擦阻力系数与等效雷诺数的关系,并通过实验数据拟和得到了渗透率K和惯性常数F.结果表明:当颗粒直径比较大时,摩擦阻力系数的实验结果与计算关联式基本吻合;随着颗粒直径的减小,二者的差别增大.通过实验得到了微细烧结多孔介质内部体积平均对流换热系数,并与已有关联式的计算结果基本吻合.
关键词:
微细多孔介质
,
实验研究
,
对流换热
,
摩擦阻力
马瑾
,
Benoit Lamy-Chappuis
,
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文以二氧化碳地下深部咸水层封存为背景,研究了在地质封存过程中二氧化碳水溶液通过天然岩心时发生矿化反应的过程.本文主要通过实验研究,利用核磁共振设备,对比了矿化反应前后,钙化岩心注入二氧化碳饱和水溶液后渗透率、孔隙率等基本参数的变化.发现在矿化反应过程中,岩心的渗透率和孔隙率都会不断增加,而入口及原大孔隙部分孔隙率增加尤为明显,发现矿化反应对渗透率的影响较大,在实际二氧化碳地质封存模拟时,需要考虑矿化反应对渗透率的影响.
关键词:
二氧化碳
,
渗透率
,
孔隙率
,
矿化反应
马瑾
,
胥蕊娜
,
罗庶
,
姜培学
工程热物理学报
本文以深部咸水层二氧化碳地质封存为背景，针对超临界压力二氧化碳和水在岩心中的驱替过程和运移规律进行了可视化研究。本文主要通过实验方法，利用核磁共振设备，得到了岩心的孔隙率、岩心中超临界压力二氧化碳水相对渗透率随饱和度变化曲线及不同时刻岩心中水的分布特征等。研究表明，用核磁测量得到的岩心孔隙率具有很高精确度，利用核磁共振得到横向弛豫时间乃图谱，可以有效分析有效孔隙率和可流动流体所占比例。通过观察不同注入比例时的切层图像，发现在注入比例为CO2：H2O=3：1（体积比）时在入口处出现了较显著的浮升力作用。
关键词:
二氧化碳
,
深部咸水层
,
相对渗透率
,
饱和度
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文对空气流过烧结微多孔介质内部对流换热进行了实验研究,分析了不同颗粒直径下对流换热努谢尔特数随流量的变化.结果表明:当颗粒直径为200～40μm时,实验得到的对流换热努谢尔特数与已有研究结果符合很好;当颗粒直径为20μm和10 μm时,实验结果略小于已有研究结果,说明空气在微多孔介质中的对流换热需要考虑微尺度效应的影响.同时,根据实验结果给出了微多孔介质内对流换热努谢尔特数与雷诺数的经验关联式,并提出了考虑努森数的修正关联式.
关键词:
微多孔介质
,
实验研究
,
对流换热
,
微尺度效应
胥蕊娜
,
姜培学
工程热物理学报
本文对水和空气流过4个微细板翅结构和1个烧结多孔结构中的对流换热进行了实验研究,并对其流动与对流换热性能进行了分析和比较.结果表明:在本文实验参数范围内,与空槽道相比,这4种微细板翅结构分别使水的对流换热系数增加10～24倍,分别使空气的对流换热增强了16～40倍;与相同孔隙率的烧结多孔结构相比,徽细板翅结构中的流动阻力相近,而对流换热系数却增大.存在最优的微细板翅结构,其换热性能大大强于烧结多孔结构,而流动阻力更小.
关键词:
微细板翅
,
多孔结构
,
实验研究
,
对流换热
胥蕊娜
,
姜培学
,
赵陈儒
,
黄寓理
工程热物理学报
本文对空气和水流过烧结微细多孔介质内部的流动阻力进行了实验研究和数值模拟,分析不同颗粒直径条件下摩擦因子与等效雷诺数的关系.结果表明:对于水,实验及数值模拟得到的摩擦因子与经验公式符合很好.对于空气,当颗粒直径为200μm和125 μm时,由于可压缩性的影响,摩擦因子略大于经验公式结果.当颗粒直径为90μm和40 μm时,实验及考虑速度滑移得到的摩擦因子小于经验公式结果.因此,当颗粒平均直径小于90 μm时,空气在微细多孔介质中的流动需要考虑稀薄气体效应.
关键词:
微细多孔介质
,
实验研究
,
数值模拟
,
摩擦因子
高诚
,
胥蕊娜
,
陈黎
,
姜培学
工程热物理学报
格子Boltzmann方法(LBM)在计算复杂结构物理模型时具有独特优势并在模拟两相流动过程中能够高效清晰捕捉相界面.本文介绍了基于Shan-Chen多相模型的格子Boltzmann方法的理论成果以及基于二氧化碳封存的超临界两相流的模拟研究.结果表明,Shan-Chen模型在模拟两相流时符合Laplace定律,且两相层流时的速度分布和相渗曲线均与理论值吻合.二氧化碳封存过程中,较大的注入速率在提高二氧化碳残余俘获量的同时会降低其化学俘获量.
关键词:
二氧化碳封存
,
超临界两相流
,
Shan-Chen模型
胥蕊娜
,
姜培学
,
宫伟
工程热物理学报
本文对空气流过烧结微细多孔介质内部的对流换热进行了实验研究.实验段为烧结多孔介质,颗粒的平均直径为0.2 mm.通过"单吹法"的实验方法进行瞬态实验,并用两种不同的数据处理方法得到了多孔介质内部对流换热系数.数据处理方法1利用局部非热平衡能量方程,结合实验数据,数值求得了多孔介质内部对流换热系数.方法2利用实验数据直接求得内部对流换热系数.研究表明:用数据处理方法1得到的多孔介质内部对流换热系与用方法2得到的结果相差在10%以内,与已有结果基本吻合.
关键词:
微细多孔介质
,
实验研究
,
对流换热
