全透明高壓反應釜裝置

水合物流動保障實驗室的全透明高壓反應釜裝置

水合物流動保障實驗室的全透明高壓反應釜裝（zhuāng）置進行甲烷水合（hé）物生長和（hé）分解動力學實驗。通過（guò）該高（gāo）壓全透明反應釜，可以直接觀察（chá）到水合物（wù）的形成、生長、聚集、堵塞和分解（jiě）過程，也可以觀察水合物顆粒在連續相介質，如氣、油、水相中的分布情況。實驗過程中（zhōng）可通過3種獨立的方式，充分得到水合物的動力學特征：

肉眼直接觀察，或借助電子設備拍照錄像，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釜壓力溫度，由氣體的PVT關係和質量守（shǒu）恒（héng）原理計算得到水合（hé）物的生長、分解速率；

(3)扭矩測量裝置測得為克服流動阻力、維持葉片在恒定轉數下攪拌所需的電機（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（shuǐ）合物實驗裝置包含（hán）一個內（nèi）徑50.8mm、長127mm、壁厚8.5mm的藍寶石圓（yuán）管，上下兩端（duān）通過與316不鏽鋼銜（xián）接，形成一個密閉（bì）的反（fǎn）應單元（yuán），反（fǎn）應單元容積約為（wéi）522mL，操作壓力（lì）可達21MPa。單元內的攪拌裝（zhuāng）置包含攪拌葉片和擋板，攪拌葉（yè）片由4個子葉片按（àn）十字狀組合而成，擋板放置在圓管內壁，葉片和擋板的配合能夠使實驗介質在短時間內充分混合。攪拌葉片安裝在（zài）磁力耦合攪拌軸的（de）末端，攪（jiǎo）拌軸由電機（jī）驅動。電機能夠達到的轉數是1800r/min，精度為±1r/min。該電機可以測量不同轉數下（xià）葉片的扭矩，測量範圍到57N·cm，精度為±0.04N·cm。在未攪拌狀態下，圓柱形（xíng）反應單元內下層是實驗液體，上層是通入（rù）的反應氣，氣液界麵（miàn）為反應單元的內圓形截麵；在攪拌狀態下，部分氣（qì）體會（huì）以氣泡（pào）的形式融入液相中（zhōng），且氣相主體和液相主（zhǔ）體界（jiè）麵呈現圓錐形，總（zǒng）的氣液界麵為液（yè）相主體中氣泡表麵（miàn）與氣液（yè）相主體圓錐形（xíng）界麵之和。反應單（dān）元的溫度由外麵的水浴控製。