| 考虑沉积物孔隙毛细效应影响的宏观相平衡模型 |
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| 引用本文： | 颜荣涛,牟春梅,张芹,田慧会,周家作,韦昌富.考虑沉积物孔隙毛细效应影响的宏观相平衡模型[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2019(3). |
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| 作者姓名： | 颜荣涛 牟春梅 张芹 田慧会 周家作 韦昌富 |
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| 作者单位： | 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西建筑新能源与节能重点实验室;中国科学院武汉岩土力学研究所 |
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| 摘 要： | 天然气水合物(以下简称水合物)的相平衡关系是水合物研究领域中的最基础的问题之一.沉积物的孔隙毛细效应对其中水合物的相平衡关系模型存在重要影响,应该在相平衡模型中进行考虑.本文对比分析了沉积物孔径大小分布特征对其非饱和状态下的气-水界面吸力和其中水合物相变过程中水合物-水界面吸力的影响机制,发现二者具有相似之处.据此,参考描述非饱和状态下沉积物的气-水界面吸力随水饱和度变化规律的V-G模型关系,建立了考虑相变过程中水合物-水界面吸力随水合物饱和度的变化规律的数学关系式.结合已有的van der Waals-Platteeuw热力学模型,建立了考虑沉积物毛细效应影响的宏观相平衡模型,并且给出了模型参数的确定方法.相比已有模型,该模型中的毛细效应势能项的参数不再涉及沉积物孔径大小等微观层面参数,而是通过有限的相平衡数据点来确定的宏观模型参数.最后,该模型预测了CH_4水合物和CO_2水合物在多孔介质中的相平衡条件,通过与试验数据点进行对比,说明该模型能有效预测沉积物中水合物的相平衡条件.
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