气体水合物蓄冷技术的实验研究

本文研究了间接接触蓄，放冷模式下，蓄冷罐内状态点在相图上的变化情况，得出了蓄，放冷过程中蓄冷罐内各层之间的传热特性数据，以及表面活性剂的加入对蓄，放冷过程中的过冷度，气体水合物疏松度的影响，模拟了实用气体水合物蓄冷系统的蓄，放冷过程。     

添加剂对水合物蓄冷过程影响探讨

水合物蓄冷技术应用的关键是水合物的快速成核与生长。探讨了多孔介质、醇、电解质、表面活性剂、纳米颗粒等影响水合物结晶成核诱导时间、生长速度和蓄冷密度等关键因素。通过合适的添加剂制成乳液和纳米乳液,降低了水合物成核诱导时间,减少了水合物形成过冷度。纳米乳液中水合物可在静态系统中蓄冷。     

在引射方式下气体水合物的形成与蓄冷特性

提出了一种新型的气体水合物蓄冷技术,介绍了用水作为动力引射Ｒ１２液体,在混合室中由于降压Ｒ１２汽化并与水充分混合而形成絮状的Ｒ１２水合物晶体的过程。由于气体水合物的蓄冷密度与冰相当,蓄冷温度在８～１２℃的范围与目前广泛使用的水冷机组相匹配,所以是一种极有前任的蓄冷介质,还给出了引射式Ｒ１２气体水合物的蓄冷物 曲线并得了佳引射比为０．４３的结论。     

R134a气体水合物蓄冷实验

空调蓄冷是实现电网"移峰填谷"的重要手段.为缩短蓄放冷时间,以R134a为工质,在气体水合物蓄冷循环中加入引射器,研究结果表明:引射器增强了水和R134a气体的混合,在引射器内生成了部分水合物晶核.与无引射循环相比,水合物的成核过冷度降低约2～4 ℃,水合物的生成时间缩短13%～25%,获得了较好的蓄冷效果.并提出"热势"理论对实验现象进行解释,采用引射器后,水合物形成需要的"热势"降低,从而使水合物的成核过冷度和形成时间有明显降低.     

HCFC22气体水合的相平衡实验研究

以直接式蓄冷空调循环为背景，对空调主导工质HCFC22（CHCIF2）进行了气体水合物生成和相平衡参数测量研究，得到了三相平衡AD线Q1Q2线以及四相点Q2，其中Q1Q2线的实验测量数据为首次报导，Q2点的参数（291．44K,0.8606MPa)与文献报导值有差别。     

相变材料蓄冷球蓄冷过程的研究

采用了焓法模型对一种新型的相变材料在球内的凝结过程中进行了数值求解，得到了在第一类边界条件下相变时间与球径和传热温差的关系，以及相变界面位置变化与相变时间的关系等结果。该结论可以指导各种蓄冷器的设计和系统的蓄冷控制。     

二元相变材料蓄冷球蓄冷过程的研究

采用摄动分析方法，对一种新型二元相变低共溶蓄冷介质的蓄冷球的蓄冷过程进行了模拟计算。对蓄冷球蓄冷时间、蓄冷球传热、蓄冷球大小、壁厚和材料等影响蓄冷过程的特性进行了分析，并得到了一些结论，这些结论可以指导蓄冷球的设计和系统的蓄冷控制。     

制冷剂水合物蓄冷技术研究现状及应用前景

通过几种空调蓄冷方式的比较,制冷剂水合物蓄冷被认为是比较理想的蓄冷方式。文章介绍了制冷剂水合物蓄冷技术的工质选择、促晶技术、装置设计等几个方面的研究情况及其在空调产业中的应用前景,并对制冷剂水合物蓄冷技术今后的研究方向提出了看法。     

制冷剂气体水合物分解热的确定

利用可视化高压流体测试装置，测定了HFC134a、HCFC141b和HFC152a水合物的分解条件。根据测定的制冷剂气体水合物形成条件和压缩因子，计算了制冷剂气体水合物在0℃以上的分解热，并进行了分析比较。结果表明：水合物分解热与形成水合物的结构有关；在一定温度范围内，两者的水合物分解热随温度的变化不大；HFC134a和HCFC141b水合物填充晶格的分子直径大小相当，两者的水合物分解热相近；计算和实验结果符合良好。该方法可用于蓄冷系统的工程设计计算。     

小型气体水合物蓄冷装置的实验研究

采用一种内置换热、外置促晶式小型气体水合物蓄冷装置,以HCFC-141b气体水合物为蓄冷工质,测试和计算了气体水合物蓄冷过程中蓄冷量、生长速率、水合率以及总体换热系数等特性参数值,详细考察了换热器种类、十二水合硫酸钠(SDS)的含量、各种促晶方式(连续促晶、促晶5min以及融冰快速成核)等因素对以上特性参数的影响.实验结果表明:采用带垂直金属翅片的换热器相对于采用光管换热器,可以大大提升蓄冷性能,而且在此基础上,通过添加质量分数为0.04%的SDS,可以进一步提升性能.对于3种促晶方式的研究结果表明:连续促晶具有最好的蓄冷效果,但会额外增加能耗并诱发装置故障;融冰快速成核的蓄冷效果最差,但不需要促晶泵,值得进一步深入研究;促晶5 min的蓄冷效果处于中间状态,是目前最具有应用价值的一种促晶方式.     

HFC-152a致冷剂气体水合物结晶过程的实验研究

对HFC－152a致冷剂气体水合物结晶生成过程进行了实验研究，研究了外界环境温度对水合物结晶引导时间的影响，通过数据分析，得到了引导时间与环境温度的依变关系。对HFC－152a体气水合物结晶生成过程进行了可视化实验研究，得到了外界不同温度条件下的水合物结晶过程图像，对生成过程图像进行分析，认为水合物是通过局部随机成核，已成核部分诱导临近区域进而扩展至整个两相接触界面形成的。     

纳米流体中气体水合物生成过程的实验研究

提出了制冷剂气体水合物在纳米流体中快速生成的设想，并通过HCFC141b气体水合物在纳米铜流体（由质量分数为0．049／6的十二烷基苯磺酸钠-6（SDBS）溶液和名义直径为25nm的纳米铜粒子组成）中的生成实验验证了此设想．实验结果表明：与去离子水中HCFC141b气体水合物的生成过程相比，纳米铜流体中的SDBS是造成HCFC141b气体水合物诱导时间明显缩短的主要原因，而纳米铜粒子对诱导时间的影响不大；纳米铜流体中汹的乳化作用和纳米铜粒子大的比表面积大大促进了HCFC141b在水中的溶解；纳米铜粒子的加入明显加强了HCFC141b气体水合物生成过程中的传热传质，随着纳米铜粒子粒子数的增加，HCFC141b气体水合物生成过程明显缩短．     

铁丝对HCFC-141b气体水合物生成过程的显著影响

在试管内对HCFC-141b(CH3CCl2F,R141b)气体水合物的静态生成过程进行了可视化观察实验,发现穿过阴离子表面活性剂水溶液和制冷剂液体两相界面、且与试管侧壁面相接触的铁丝改变了制冷剂气体水合物的静态生长区域,大大缩短了制冷剂气体水合物静态生成的引导时间,加速了水合反应的完成.大量的重复实验表明:把盛有26 17g、质量分数为0 038%的十二烷基苯磺酸钠水溶液和10 00g的R141b的试管(直径为20mm,长为200mm)放入1℃的恒温槽中,穿过两相界面与试管侧壁面相接触的铁丝可以诱导R141b气体水合物在10min以内在铁丝与侧壁面接触处首先生成水合物,水合反应在100min完成.在铁丝的影响下,整个水合反应都在R141b液体内进行.近期实验中发现,铝丝、铜丝、不锈钢丝等对R141b气体水合物生成过程的影响与铁丝对R141b气体水合物生成过程的影响基本相同.     

气体水合物生成特性实验研究

实验研究了添加剂对甲烷气体水合物形成过程的影响。发现微量的表面活性剂降低了甲烷气体水合物在静止反应器中形成的诱导时间,并使水合物快速形成和生长,提高了水合物形成过程中的填充密度。阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）对水合物生长的促进作用比非离子表面活性剂（烷基多糖苷）强。液态烃环戊烷降低了水合物形成的诱导时间,但环戊烷不能提高水合物的填充密度。     

四氢呋喃水合物换热管外结晶分解动力学研究

为了考察四氢呋喃水合物作为蓄冷介质应用于间接接触换热式蓄冷系统的可行性，对四氢呋喃水合物在单根换热管外的结晶分解过程进行了研究，并与冰的结晶分解动力学特性进行了对比．研究表明：质量分数为19％的四氢呋喃溶液在垂直放置的反应器中被流向为由上向下的冷媒冷却时，其过冷度与诱导时间与水／冰相变过程近似，所需要的冷媒温度可以高于O℃，有利于提高蓄冷过程的制冷效率；质量分数高于或低于19％的四氢呋喃溶液，其结晶分解动力学特性不利于蓄冷过程．     

冰-水-气生成天然气水合物的实验研究

设计了冰 水 气生成天然气水合物的实验装置 ,并对冰 水 气在冰点以下生成的天然气水合物进行了初步实验 ,得出了在冰点以下关于天然气水合物的生成条件、生成速率等方面的结论 .研究结果对实现天然气水合物的开发利用 ,深入研究青藏高原多年冻土区天然气水合物的形成规律 ,及未来开发冻土区天然气水合物的资源等 ,均有参考价值     

天然气水合物形成条件的实验研究与理论预测

利用可视化高压流体测试装置在273.58-288.96K的温度范围内测量了甲烷和合成天然气（甲烷，乙烷和丙烷的混合物）水合物的形成条件。实验结果表明，温度越高，水合物形成的压力越高，而且压力的增加率越大。根据van dew Waals-Platteeuw的理想溶液等温吸附理论，应用气体不合物相平衡计算数学模型对实验体系水合物的形成条件进行了预测计算，取得了较好的结果（甲烷水合物相平衡温度的平均相对误差为0．1554％，合成天然气相平衡温度的平均相对误差为0．2403％）。     

煤层气水合物合成与分解实验研究

天然气水合物储气技术(NGH)是正在研究开发的天然气储存新技术,它比液化方式(LNG)节能并降低成本。为了揭示煤层气水合物生成与分解过程规律,利用实验室大型水合物实验装置研究了表面活性剂(SDS)水溶液体系中煤层气水合物的生成过程以及在水浴条件下分解时的特点。实验结果表明,煤层气在一定温度、压力下与水及表面活性剂(SDS)能够快速生成固态气体水合物,其分解受温度影响明显。这种新方式有助于利用水合物技术储运与加工煤层气,促进煤层气开发与利用。