海底天然氣水合物絞吸式開采管道水力輸送規(guī)律研究.pdf

1、天然氣水合物是具有巨大研究效益的新型清潔能源。針對目前對水合物絞吸式開采研究很少而對垂直硬管的水力提升研究尚未開始，本文以海底天然氣水合物絞吸式開采系統(tǒng)中最重要部件之一的4000m垂直管道為研究對象，采用理論建模與計算流體力學(xué)仿真相結(jié)合的方法研究了結(jié)構(gòu)、流場和礦物固有參數(shù)對管內(nèi)流態(tài)及系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的影響。本文主要研究的內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　首先介紹了海底天然氣水合物絞吸式開采系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)和工作原理，分析4000m垂直管道涉及的結(jié)構(gòu)

2、、流場和礦物固有參數(shù)以及系統(tǒng)揚程和功率。
　　然后用FLUENT軟件中相應(yīng)的計算流體力學(xué)湍流模型對管內(nèi)固液兩相流進(jìn)行流場仿真分析，得到了管徑與流量、漿體流速、礦物密度、顆粒粒徑和體積濃度對流場和壓力損失的影響規(guī)律，并以能耗最小為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化分析，繼而分析了各參數(shù)對能耗的敏感度;通過管道中壓力分布建立了天然氣水合物分解有關(guān)參數(shù)與海深的函數(shù)關(guān)系，得到了結(jié)構(gòu)、流場與礦物固有參數(shù)對天然氣水合物分解臨界面和分解有關(guān)參數(shù)的影響規(guī)律，用FLUE