Name: Bir süpersoğutmalı Sentetik Kum-su-gaz-metan hidrat Örnek Termal Özelliklerini Ölçmek İçin Protokol (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-21T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 46 s
Description: Keşfedin süpersoğutmalı sentetik kum-su-gaz-metan hidrat örneklerinin termal özelliklerini ölçme protokolünü. Bu yöntem, gaz üretim teknolojilerindeki simülasyon modellerini geliştirmek için kritik veriler sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma mali Japonya&#39;da Metan hidrat Kaynakları MH21 Araştırma Konsorsiyumu ve Ekonomi, Ticaret ve Sanayi Bakanlığı tarafından Milli Metan hidrat Sömürü Programı tarafından desteklenmiştir. Yazarlar deneyler ile yardım için T. Maekawa ve S. Goto teşekkür etmek istiyorum. . (Muraoka, M., Susuki, N., Yamaguchi, H., Tsuji, T., Yamamoto, Y., Enerji yakıtlar, 29 (3), 2015, 1345-1351, 2015, DOI izni ile yayımlanmaktadır rakamlar: 10,1021 / ef502350n). Telif Hakkı (2015) American Chemical Society.

Not: Bu çalışma, yüksek basınçlı yanıcı metan gazı ve büyük bir yüksek basınçlı kap kullanır gibi ilgili tüm malzeme güvenlik bilgi formlarını danışın. Bir kask, koruyucu gözlük ve emniyet çizme giymek. Sıcaklık kontrol sistemi durursa, kap içinde basınç MH ayrışma ile artar. Kazaları önlemek için, bir güvenlik vanası sisteminin kullanılması şiddetle otomatik olarak atmosfere metan gazı serbest bırakmak için tavsiye edilir. Emniyet valf sistemi, elektrik güç kaynağı olmadan çalışabilir. Kum-su-metan gaz Örnekleri 9 1. Hazırlık <ol><li> Titreşimli masada yüksek basınçlı kap yerleştirin. </li><li> Kum şişe bir su şişesi ve 4.000 g silis kumu saf 1.5 L su doldurun. Doğru sırasıyla, kum ve su şişeleri kum ve su kitleleri tartın. </li><li> Bir su şişesinin 2,110 cm3 bir iç hacme sahip, yüksek basınçlı bir kap içinde, saf suyun 1 L dökünsu yarım iç gemi doldurana kadar. </li><li> Tüm gemiyi titremesini titreşimli masanın açın. titreşim hızı ve sırasıyla 50 Hz ve 220 W, güç kaynağını ayarlayın. Adım 1.5 tamamlanmasına kadar titretmeyin. damar titreşimli kabın alt boşaltma hattı ve sinterlenmiş metalik filtre artık havanın çıkarın. </li><li> Yaklaşık olarak 1 g san sabit bir oranda -1 tüm damar düzgün ambalaj sağlamak için, titreşim yaparken, su yüzeyine yakın tutulan bir huni kullanılarak en damar içine kum şişe 3.300 g silis kumu dökün. </li><li> Su kabının jant ulaştığında titreşim durdurun. </li><li> su dökülmesini önlemek için geminin kenarında geçici duvar gibi bir halka yerleştirin. </li><li> 50 Hz ve 220 W tekrar gemiyi titreşimle </li><li> kum kabına (yükseklik 140 mm) jant ulaştığında, titreşim kapatın. </li><li> th kullanarak geçici duvar ve aşırı boşluk suyu çıkarıne drenaj hattı. su şişesinin içine aşırı boşluk suyu geri dökün. </li><li> 50 Hz ve 1 saniye 300 W bir veya iki kez gemi titreşimli kum paketi ve gerekirse daha fazla kum ekleyin. </li><li> Kum ve su şişeleri kum ve su kitleleri tartılır. Kum ve su şişeleri kitle farklarından geminin kum ve su kitleleri hesaplayın. Bu deneyde, bir kap içinde kum ve su kütleleri sırasıyla 3.385 g 823,6 gram idi. Bir kap içinde su kütlesi, toplam ağırlık olarak ifade edilir. </li><li> paslanmaz çelik kapaklı yüksek basınçlı kap Kapak ve sırayla çapraz karşısında çiftlerin sıkın. </li><li> deney amaçlı tabloya titreşimli tablodan yüksek basınçlı kap taşıyın. </li><li> sıcaklığını kontrol etmek için, ısı yalıtkan, yüksek basınçlı bir kap kapağı. </li><li> yüksek basınçlı, yüksek basınçlı boru hattı ve soğutma suyu akış hatları bağlayın. </li&gt; <li> giriş ve çıkış gaz boru hattı vanalarını açın. Atmosfer basıncı altında tuzağına çok su deşarj kadar dk -1 800 ml &#39;lik bir oranda 10 L metan havalandırın. Kum boşaltma kabın altındaki sabit bir sinterlenmiş metalik filtre ile önlenir. hidrofil silis kumu su moleküllerini adsorbe çünkü artık su kum yüzeyinde kalır. </li><li> Bir kap içinde gaz miktarını belirlemek için, tuzak W, tuzak su kütlesinin tartılır. Toplam ağırlık res w = denklem kullanılarak kabında kalan su, w res kütlesini belirlemek - tuzak w. Bu durumda, W Res ve W tutucu, sırasıyla 360,6 g 463,0 g idi. </li><li> V kum t hacmi V kum / V hücre, - formül Ѱ = 1 kullanılarak örnek gözeneklilik belirlemeKum yoğunluğu (yani, ρ s 2.630 kg m 3 =), ve V, hücre kum kütle oranı ile belirlenir O kum kabının iç hacmi. numunenin gözenekliliği Ѱ 0.39 idi. </li><li> çıkış gaz hattının vanasını kapatın. Oda sıcaklığında (yani, 31.6 ° C), yaklaşık 12.1 MPa kabı içinde metan gözenek basıncı artırmak için metan enjekte edilir. </li><li> Giriş gaz hattının vanasını kapatın. </li><li> Logger&#39;i kullanarak deney sırasında geminin basınç ve sıcaklık kaydetmeye başlayın. Veri örnekleme aralığı 5 saniyedir. toplam deneysel süresi yaklaşık 3.000 dk. </li></ol> 2. MH Sentezi ve süpersoğutmalı Numune 9 Isıl Özellikleri &#39;Ölçüm <ol><li> Soğutma sıvısı sirküle edilerek 2.0 ° C oda sıcaklığı ile kabın soğutma soğutucu açın. chiller t soğutucu sirkülasyonunu sağlayınızoradan nihayet geri soğutucu geminin kapağına, ve kabın dibine, o. Kap içinde sıcaklık değişimi oranı yaklaşık 0.001 ° C sn -1. </li><li> TPS analizör yazılımı kullanılarak ölçüm parametrelerini ayarlayın. Tasarım # 7577 sensör sensör türünü ayarlayın. Çıkış gücü W 0 sn ila 5 mW ve ölçüm süresi 30 olarak ayarlayın. sensör tipi veya numune koşulları değişirse uygun parametreler değiştirilmesi gerektiğini unutmayın. 1.5 ° C 1 ° C den sıcaklığını artırmak için parametreleri ayarlayın. </li><li> Aşağıdaki denklem ile süper-, DT sup, derecesini hesaplama: DT sup = T eq (P) - T. (3) T eşdeğer (P) basıncı P bir fonksiyonu olarak MH denge sıcaklığı T eşdeğer (P) CSMGem yazılımı 1 kullanılarak hesaplanır.0 P ve T, sırasıyla basınç ve sıcaklık ayarları kullanılarak ölçülmüştür kap içindeki basınç ve sıcaklık vardır. </li><li> Eşzamanlı olarak DT sup fazla 2 ° C sonra TPS analizörü kullanılarak ısıl iletkenlik, ısıl yayılım ve hacimsel özgül ısı ölçer. </li><li> Her ölçümden sonra termal özellikleri analizörü bağlı TPS probu geçin. Deney 9 sırasında TPS prob ve elle analizörü arasındaki kabloları geçiş. Bağlantı şeması referans 9 Şekil S2 gösterilmiştir. Her bir sensör için anahtarlama sırası hayır. 6 → 2 → 7 → 5 → 1 → 9 → 4 → 3 → 8 → 6 .... dizisi ölçümleri etki kalan ısı önlemek için mümkün olduğu kadar ayarlanır sensörler arasındaki mesafe, temel alır. verileri her 3-5 dakikada toplayın. </li><li> # &amp; Kadar ölçümler tekrarlayın916 T destek 2 ° yine C&#39;yi ulaşır. Bu deneyde, Δ T destek ilk zaman ile artmaktadır. DT destek en yüksek değerine ulaşır sonra basınç MH oluşumu azalır, çünkü DT destek yavaş yavaş 0 ° C&#39;ye düşer. DT sup denklemi 3 ile TPS ölçümlerine önce daha büyük 2 ° C olup olmadığını kontrol edin. </li><li> sıcaklık profili MH erime etkilenmez emin olun. MH ölçümleri sırasında erirse MH erime endotermik reaksiyon olduğu için, sıcaklık artış olmayacak. ölçümler esnasında sıcaklık profilini kontrol edin ve sonuçları bölümde ele alınmıştır. </li><li> TPS tekniği kullanılarak tüm sıcaklık profili verileri için termal gayrimenkullerin &#39;analiz gerçekleştirin. </li></ol> Numune 9,11 Doygunluk Değişim 3. Hesaplama Not:Zaman t bir fonksiyonu olarak örnek MH, su için doyma, gaz derecesi gazın durum denklemi kullanılarak hesaplanır. Kullanılan hesaplama ayrıntıları ve denklemler daha önce 11 tarif edilmiştir. <ol><li> T zamanında metan gazı hacmi V gazı, t hesaplamak <img alt="denklem 4" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq4.jpg" /> Q, bir kap içinde gazın başlangıçtaki hacminin, V MH t - 1 zamanı t MH hacmi - 1, ve R VHW su ve MH hacim oranıdır. <img alt="Denklem 5" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq5.jpg" /> Denklem 5, n, MH hidrasyon sayısına (~ 6), ρ MH ve ρ, su, sırasıyla MH ve su yoğunluğuna karşılık gelir ve w MH w su MH su, r moleküler kütlesi ifadeespectively. </li><li> T oluşan miktar ΔM t (mol) MH hesaplayın - 1 t <img alt="Denklem 6" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq6.jpg" /> R, gaz sabitidir, P, metan gazının basıncı olduğu ve Z&#39;nin t (t, gaz, T, P, gaz, t) t anında metan kompresyon katsayısıdır. Z t 12, 13 hesaplamak için, Lee ve Kesler tarafından modifiye Biz 9 ve Sakamoto ve diğ. 11, Benedict-Webb-Rubin (BWR) denklemi kullanılmıştır. Bu hesaplama için, formül (3-7,1) - referans 13 7 - (3-7,4) BWR denklem 13 ve Lee-Kesler sabitleri Tablo 3 kullanılır. </li><li> Hacim değişikliği Δ V MH hesaplamak <sut MH b&gt; t - 1 t <img alt="Denklem 7" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq7.jpg" /> burada pS 101.325 Pa referans basınç, T s 273,15 K, referans sıcaklığı, Z, S pS sıkıştırma katsayısı ve T nin (Z, S ~ 1), ve V, CH4 metan gazı hacminin oranının MH birim hacim [Nm 3 m -3]. 165.99 Bir V CH4 değeri [Nm 3 m -3] kullanın. </li><li> T zamanında MH t, hacim V MH hesaplayın <img alt="Denklem 8" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq8.jpg" /></li><li> T anındaki basınç kabında su V su hacmini, t hesaplayın <img alt="Denklem 9" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq9.jpg" /&gt; burada V su, 1 suyun başlangıçtaki hacmidir. </li><li> Yöntemler kullanılarak hesaplamalar tekrarlayın. T zamanında 4-9 = 2, 3, ..., su, metan ve MH 11 doyma değişimini saptamak için. Başlangıç ​​koşulu t = 1, yani V gazı, 1 = Q. T zamanında P ve T veri günlükleri 9 alınır. Hesaplama sonuçları aşağıdaki bölümde gösterilmiştir. </li></ol>

<ol><li>Sloan, E. D., Koh, C. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aSloan%2C+ED+%22Clathrate+Hydrates+of+Natural+Gases%2C+3rd+ed%22">Clathrate Hydrates of Natural Gases, 3rd ed</a>. , 3rd ed, CRC Press. Boca Raton, FL. (2007).</li>
<li>Hatzikiriakos, S. G., Englezos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+global+warming+and+methane+gas+hydrates+in+the+earth%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">The relationship between global warming and methane gas hydrates in the earth.</a> Chem. Eng. Sci. 48 (23), 3963-3969 (1993).</li>
<li>Yamamoto, K. Overview and introduction: pressure core-sampling and analyses in the 2012-2013 MH21 offshore test of gas production from methane hydrates in the eastern Nankai Trough. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aYamamoto%2C+K+%22Mar.+Petrol.+Geol%22">Mar. Petrol. Geol</a>. 66 (Pt 2), 296(2015).</li>
<li>Fujii, T., et al. Geological setting and characterization of a methane hydrate reservoir distributed at the first offshore production test site on the Daini-Atsumi Knoll in the eastern Nankai Trough, Japan. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aFujii%2C+T+%22Mar.+Petrol.+Geol%22">Mar. Petrol. Geol</a>. 66 (Pt 2), 310(2015).</li>
<li>Mao, W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrogen+clusters+in+clathrate+hydrate%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Hydrogen clusters in clathrate hydrate.</a> Science. 297 (5590), 2247-2249 (2002).</li>
<li>Lee, S., Liang, L., Riestenberg, D., West, O. R., Tsouris, C., Adams, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CO2+hydrate+composite+for+ocean+carbon+sequestration%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">CO2 hydrate composite for ocean carbon sequestration.</a> Environ. Sci. Technol. 37 (16), 3701-3708 (2003).</li>
<li>Muromachi, S., Ohmura, R., Takeya, S., Mori, H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clathrate+Hydrates+for+Ozone+Preservation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Clathrate Hydrates for Ozone Preservation.</a> J. Phys. Chem. B. 114, 11430-11435 (2010).</li>
<li>Waite, W. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+properties+of+hydrate-bearing+sediments%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Geophys%22%5BJournal%5D)">Physical properties of hydrate-bearing sediments.</a> Rev. Geophys. 47 (4), (2009).</li>
<li>Muraoka, M., Susuki, N., Yamaguchi, H., Tsuji, T., Yamamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+properties+of+a+supercooled+synthetic+sand-water-gas-methane+hydrate+sample%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Fuels%22%5BJournal%5D)">Thermal properties of a supercooled synthetic sand-water-gas-methane hydrate sample.</a> Energy Fuels. 29 (3), 1345-1351 (2015).</li>
<li>Gustafsson, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+plane+source+techniques+for+thermal+conductivity+and+thermal+diffusivity+measurements+of+solid+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Transient plane source techniques for thermal conductivity and thermal diffusivity measurements of solid materials.</a> Rev. Sci. Instrum. 62 (3), 797-804 (1991).</li>
<li>Sakamoto, Y., Haneda, H., Kawamura, T., Aoki, K., Komai, T., Yamaguchi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Study+on+a+New+Enhanced+Gas+Recovery+Method+by+Nitrogen+Injection+from+a+Methane+Hydrate+Reservoir%5BTitle%5D)+AND+%22J.+MMIJ%22%5BJournal%5D)">Experimental Study on a New Enhanced Gas Recovery Method by Nitrogen Injection from a Methane Hydrate Reservoir.</a> J. MMIJ. 123 (8), 386-393 (2007).</li>
<li>Lee, B. I., Kesler, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+generalized+thermodynamic+correlation+based+on+three-parameter+corresponding+states%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE+J%22%5BJournal%5D)">A generalized thermodynamic correlation based on three-parameter corresponding states.</a> AIChE J. 21 (3), 510-527 (1975).</li>
<li>Reid, R. C., Prausnitz, J. M., Poling, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chapter+3%2C+Unit+3%2C+7%5BTitle%5D)+AND+%22The+properties+of+gases+and+liquids%22%5BJournal%5D)">Chapter 3, Unit 3, 7.</a> The properties of gases and liquids. , 4th ed, 47-49 (1987).</li>
<li>Anderson, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enthalpy+of+dissociation+and+hydration+number+of+methane+hydrate+from+the+Clapeyron+equation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Thermodyn%22%5BJournal%5D)">Enthalpy of dissociation and hydration number of methane hydrate from the Clapeyron equation.</a> J. Chem. Thermodyn. 36 (12), 1119-1127 (2004).</li>
<li>Waite, W. F., deMartin, B. J., Kirby, S. H., Pinkston, J., Ruppel, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+conductivity+measurements+in+porous+mixtures+of+methane+hydrate+and+quartz+sand%5BTitle%5D)+AND+%22Geophys.+Res.+Lett%22%5BJournal%5D)">Thermal conductivity measurements in porous mixtures of methane hydrate and quartz sand.</a> Geophys. Res. Lett. 29 (24), 82-1-82-4 (2002).</li>
<li>Kumar, P., Turner, D., Sloan, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+diffusivity+measurements+of+porous+methane+hydrate+and+hydrate-sediment+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">Thermal diffusivity measurements of porous methane hydrate and hydrate-sediment mixtures.</a> J. Geophys. Res. 109 (B1), (2004).</li>
<li>Huang, D., Fan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+and+modeling+thermal+conductivity+of+gas+hydrate-bearing+sand%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Geophys.+Res%22%5BJournal%5D)">Measuring and modeling thermal conductivity of gas hydrate-bearing sand.</a> J. Geophys. Res. 110 (B1), (2005).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

ölçümü MH oluşumu ısı etkisi tahmin edildi. Şekil 3b ve oluşum H = 52.9 kJ mol -1 MH 14 için entalpisi gösterildiği gibi MH oluşumu ısı S h değişim oranı ürünlerinden tahmin edilmiştir. Sonuç olarak, maksimum sıcaklık değişimi 0,00081 ° C sn -1. Bu 5 saniyelik bir zaman aralığı boyunca 1 ° C ile 1.5 ° C arası TPS sensörünün sıcaklık artışı DT C&#39;den daha düşük olmuştur. Ayrıntılı tahmin ve tartışma Sec açıklanmıştır. Re...

Gaz hidratları kafes 1 konuk moleküllerin içeren hidrojen-bağlı su moleküllerinin kafes yapılarını ihtiva kristalin bileşiklerdir. Okyanus tabanı ve sürekli donmuş bölgelerindeki metan hidrat (MD&#39;nin) büyük miktarda ilginç gelecekteki enerji kaynaklarıdır ancak küresel iklim koşulları 2 etkileyebilir. Mart 2013&#39;te, Japonya Petrol, Gaz ve Metal Ulusal Şirketi &quot;basınç düşürme yöntemi&quot; 3,4 ile Doğu Nankai çukur içinde doğal MH taşıyan çökelleri gaz çıkarmak için dünyanın ilk denizaşırı üretim testi yapılmıştır. Gaz hidratlar, metan 1, hidrojen 5 CO 2 1,6 ve ozon 7 gibi gazları saklayabilirsiniz. Dolayısıyla, metan ve hidrojen nemlendirir potansiyel enerji depolama ve ulaştırma medya olarak incelenmiştir. CO, CO2 seques atmosfere salınan 2 emisyonlarını azaltmak içinCO derin okyanus çökelleri 2 hidratlar kullanılarak trasyon 6 çalışılmıştır. Ozon halen su arıtma ve gıda sterilizasyon kullanılır. , Kimyasal 7 kararsız olduğu için ozon koruma teknolojisinin çalışmalar yapılmıştır. Hidratlar ozon konsantrasyonu ozonlu su veya buz 7 çok daha yüksektir. Doğal MH taşıyan sedimanlar ve hidrat tabanlı teknolojiler gaz üretimini geliştirmek için, gaz hidratların termal özelliklerini anlamak için şarttır. Ancak, gaz hidrat taşıyan çökellerin termal özellikleri veriler ve model çalışmaları 8 azdır. &quot;Basınç düşürme yöntemi&quot; hidrat istikrar altında gözenek basıncı azaltarak sediment gözenek uzayda MH ayırmak için kullanılabilir. Bu süreçte, sediment gözenek alanı bileşenleri su ve MH su, MH, ve gaz değiştirin. Termal gayrimenkullerin ölçümMH erime ısı ölçümlerini etkileyebilir, çünkü ikinci durumun zordur. Bu sorunu çözmek için, Muraoka ve ark., MH formasyonu 9&#39;da aşırı soğutulmuş koşullar altında Isıl Özellikleri &quot;ölçüm yapıldı. Bu video protokolü ile, aşırı soğutulmuş sentetik kum-su-gaz-MH numunenin ölçüm yöntemi açıklamak. Şekil 1 yapay metan hidrat taşıyan sediment termal özelliklerini ölçmek için deney düzeneği gösterir. Referans 9&#39;da gösterildiği gibi ayar aynıdır. Sistem temel olarak bir yüksek basınç kabı, basınç ve sıcaklık kontrolü ve ölçüm sisteminin termal özelliklerini içermektedir. Yüksek basınçlı kap 140 mm bir iç çapa ve 140 mm yüksekliğe sahip silindirik paslanmaz çelikten oluşmaktadır; çıkarıldı ölü hacim ile iç hacim 2.110 cm3, ve basınç sınırı 15 MPa&#39;dır. transie<html> nt düzlemi kaynağı (TPS) tekniği termal özellikleri 10 ölçmek için kullanılır. 2.001 mm bireysel yarıçapı ile Dokuz TPS probları kabın içine yerleştirilir. Dokuz prob 9 düzeni referans 9, Şekil 2&#39;de gösterilmiştir. TPS sondalar bir kablo ile termal gayrimenkullerin &#39;analizöre bağlı ve deney sırasında elle değiştirilir. Kap içinde TPS sensörü, bağlantı şemasına ve kurulum detayları referans 9 Şekil S1, 2 ve destekleyici bilgiler 3&#39;te gösterilmiştir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/53956/53956fig1.jpg" /> Şekil 1:. Yapay metan hidrat taşıyan sediment termal özelliklerini ölçmek için deney düzeneği Şekil referansı 9 modifiye edilir.3956fig1large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız. TPS yöntemi, her numunenin termal özelliklerini ölçmek için kullanıldı. Yöntem, ilkeleri referans 10 de tarif edilmiştir. Bu yöntemde, zaman-bağımlı sıcaklık artışı, DT Ave, olduğu <img alt="denklem 1" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq1.jpg" /> nerede <img alt="denklem 2" src="/files/ftp_upload/53956/53956eq2.jpg" /> 0 sensör çıkış gücü B Denklem 1 &#39;de, R sensoru probunun yarıçapı, λ numunesinin termal iletkenlik, α termik yayıcılığıdır olduğu ve t güç kaynağı başlangıcından zamanı sensör probu. D (τ) boyutsuz bir zamana bağlı fonksiyonu. τ ise </em&gt; (spa&#39;sında / r) 1/2 ile verilir. Denklem 2&#39;de, m TPS probunun konsantrik halkalar sayısıdır ve 0 değiştirilmiş Bessel fonksiyonudur. Numunenin termal iletkenlik, ısıl yayılım ve özgül ısı, aynı anda enerji sensoru probunun tedarik edilir, sıcaklık artışı uygulanan ters analizi ile tespit edilmiştir.

<table><tbody><tr><td>TPS termal prob, Sıcak disk sensörü</td><td>Hot Disk AB Co., İsveç</td><td>#7577</td><td>Kapton sensör tipi, sensör yarıçapı 2.001 mm</td></tr><tr><td>Sıcak disk termal özellikler analizörü</td><td>Hot Disk AB Co., İsveç</td><td>TPS 2500&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Toyoura standart silika kumu</td><td>Toyoura Keiseki Kogyo Co., Ltd., Japonya</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Metan gazı, %99,99999Tokyo</td> <td>Gas Chemicals Co., Ltd., Japonya</td><td>N/A</td><td>Sınıf 6&nbsp; N, Cilt 47&nbsp; L, Şarj basıncı 14.7&nbsp; MPa</td></tr><tr><td>Su Arıtma Sistemi, Elix Advantage 3</td><td>Merck Millipore., ABD</td><td>Yok</td><td>5 M&Omega; cm (25&nbsp'de; &deg; C) direnç</td></tr><tr><td>Titreşimli masa, Canlı paketleyici</td><td>Sinfonia Technology Co. Ltd., Japonya</td><td>VGP-60</td><td></td></tr><tr><td>Soğutucu, Termostatik Banyo Sirkülatörü ve nbsp;</td><td>THOMAS KAGAKU Co., Ltd., Japonya</td><td>TRL-40SP</td><td></td></tr><tr><td>Coorant, Aurora tuzlu su</td><td>Tokyo Fine Chemical Co., Ltd., Japonya</td><td>N/A</td><td>etilen glikol 71&nbsp; wt%</td></tr><tr><td>Sıcaklık ölçer</td><td>Nitto Kouatsu., Japonya</td><td>N/A</td><td>Pt 100, kılıf tipi platin dirençli sıcaklık dedektörü</td></tr><tr><td>Basınç ölçer</td><td>Kyowa Electronic Instruments., Japonya</td><td>PG-200 KU</td><td></td></tr><tr><td>Veri kaydedici</td><td>KEYENCE., Japonya</td><td>NR-500</td><td></td></tr><tr><td>Kütle akış kontrolörü</td><td>OVAL Co., Japonya</td><td>F-221S-A-11-11A</td><td>Maksimum akış 2.000&nbsp; N&nbsp; ml&#8288;/&#8288; M, maksimum tasarım basıncı 19.6&nbsp; Mpa</td></tr></tbody></table>

bir süpersoğutmalı sentetik kum-su-gaz-metan hidrat Örnek termal Özelliklerini Ölçmek İçin protokol

Protocol for Measuring the Thermal Properties of a Supercooled Synthetic Sand-water-gas-methane Hydrate Sample

Metan hidratlar (MH'ler) okyanus tabanında ve permafrost bölgelerinde büyük miktarlarda bulunur. Metan ve hidrojen hidratlar, gelecekteki enerji kaynakları ve enerji depolama ortamları olarak incelenmektedir. Doğal MH içeren çökeltilerden ve hidrat bazlı teknolojilerden gaz üretimi için bir yöntem geliştirmek için, gaz hidratlarının termal özelliklerini anlamak zorunludur.
Kum, su, metan ve MH içeren numunelerin termal özellikleri' ölçümleri, MH'nin erime ısısı ölçümleri etkileyebileceğinden zordur. Bu sorunu çözmek için, MH oluşumu sırasında aşırı soğutulmuş koşullarda termal özelliklerin ölçümlerini gerçekleştirdik. Ölçüm protokolü, doygunluk değişiminin hesaplama yöntemi ve geçici düzlem kaynak teknikleri kullanılarak numunenin termal sabitlerin analizi için ipuçları burada açıklanmaktadır.
MH'nin oluşum ısısının ölçüm üzerindeki etkisi çok küçüktür çünkü gaz hidrat oluşum hızı çok yavaştır. Bu ölçüm yöntemi, hidrojen, CO2 ve ozon hidratları içeren gaz hidrat-su-misafir gaz sisteminin termal özelliklerine uygulanabilir, çünkü gaz hidratın karakteristik düşük oluşum hızı MH'ye özgü değildir. Bu yöntemin kilit noktası, hedef malzemenin faz geçiş hızının düşük olmasıdır. Bu nedenle, bu yöntem düşük faz geçiş oranlarına sahip diğer malzemelere uygulanabilir.

Şekil 2a nedeniyle termal Sabitler &#39;ölçümü MH erime. DT c sıcaklık değişimini olduğu etkilenmez sıcaklık profilini gösterir. 2b MH eritme etkilenen sıcaklık profili göstermektedir. Bu denklemler istikrarlı örnek koşullarını varsayılarak elde edilir çünkü Şekil 2b profil Denklem 1 ve 2 ile analiz edilemez. Şekil 3a, bir ...

Kum, su, metan ve metan hidrat içeren sentetik hidrat içeren tortu örneklerinin termal özelliklerini ölçmek için bir protokol sunuyoruz.

Bir süpersoğutmalı Sentetik Kum-su-gaz-metan hidrat Örnek Termal Özelliklerini Ölçmek İçin Protokol

Methane hydrates (MHs) are present in large amounts in the ocean floor and permafrost regions. Methane and hydrogen hydrates are being studied as future ...

Bu prosedürün genel amacı, kum, su, metan gazı ve metan hidrattan oluşan bir numunenin termal özelliklerini belirlemektir. Bu ders, gaz üretim simülasyonu, doğal metan hidratlar gibi gaz üretim teknolojisi alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Başlamak için, yüksek basınçlı kabı titreşimli masanın üzerine yerleştirin.Bir su şişesine 1,5 litre saf su ve bir kum şişesine 4.000 gram silis kumu dökün. Kendi şişelerindeki kum ve su kütlelerini doğru bir şekilde tartın. Daha sonra, iç hacmi 2.110 santimetreküp olan yüksek basınçlı kaba 1 litre saf su dökün ve su iç kabın yarısını doldurana kadar bir su şişesinden çıkarın.Tüm kabı titreştirmek için titreşimli masayı açın. Titreşim hızını 50 hertz'e ve güç kaynağını 220 watt'a ayarlayın. Drenaj hattında kalan havayı ve kabın altındaki ortalanmış metalik filtreyi, kabı titreştirerek boşaltın.3.300 gram silis kumunu bir kum şişesinden saniyede yaklaşık bir gram sabit bir oranda kaba dökün ve su yüzeyine yakın tutulan bir huni kullanarak tüm kap düzgün bir paketleme sağlamak için titreştirilir. Su, kabın kenarına ulaştığında titreşimi durdurun. Suyun dökülmesini önlemek için teknenin kenarına geçici bir duvar olarak bir halka yerleştirin.Kabı daha önce olduğu gibi tekrar titreştirin ve kum kabın kenarına ulaştığında titreşimi kapatın. Boşaltma hattını kullanarak fazla dökme suyunu çıkarın ve tekrar su şişesine dökün. Geçici duvarı çıkarın.Kabı bir saniyede 50 hertz ve 300 watt'ta bir veya iki kez titreştirerek kumu paketleyin ve gerekirse daha fazla kum ekleyin. Kum ve suyun kütlesini kendi şişelerinde tartın. Daha sonra, kum ve su şişelerindeki kütle farklılıklarından kaptaki kum ve su kütlelerini hesaplayın.Bu deneyde, kaptaki kum kütlesi 3.385 gram ve kaptaki su kütlesi 823.6 gram idi. Kaptaki su kütlesi toplam w olarak gösterilir. Yüksek basınçlı kabı paslanmaz çelik bir kapakla kapatın ve çapraz olarak zıt çiftlerin cıvatalarını sırayla sıkın.Yüksek basınçlı kabı titreşimli masadan deney için tasarlanan masaya hareket ettirin. Sıcaklığı kontrol etmek için yüksek basınçlı kabı bir ısı yalıtkanı ile örtün. Ardından yüksek basınçlı boru hatlarını ve soğutma suyu akış hatlarını yüksek basınçlı kaba bağlayın.Giriş ve çıkış gaz boru hatlarının vanalarını açın. Atmosferik basınç altında tuzağa fazla su boşalmayana kadar dakikada 800 mililitre hızında 10 litre metanı havalandırın. Kum tahliyesi, kabın tabanına sabitlenmiş ortalanmış bir metalik filtre ile önlenir.Hidrofilik silis kumu su moleküllerini emdiği için kalan su kum yüzeyinde kalır. Kaptaki gaz hacmini belirlemek için tuzak w tuzağındaki su kütlesini tartın. Artık su kütlesini belirleyin, kalıntı.Bu durumda w resi 360.6 gram ve w trap 463 gramdır. Çıkış gazı hattının valfini kapattıktan sonra, kaptaki metan dökme basıncını oda sıcaklığında yaklaşık 12.1 megapaskal'a çıkarmak için metan enjekte edin. Ardından, giriş gaz hattının vanasını kapatın.Veri kaydediciyi kullanarak deney sırasında kaptaki basıncı ve sıcaklığı kaydetmeye başlayın. Soğutucuyu dolaştırarak kabı oda sıcaklığından 2.0 santigrat dereceye soğutmak için soğutucuyu açın. Soğutucunun soğutucudan kabın dibine, oradan kabın kapağına ve son olarak soğutucuya geri dönmesine izin verin.Geçici düzlem kaynağı veya TPS, analizör yazılımı kullanarak ölçüm parametrelerini ayarlayın ve metin protokolünde belirtildiği gibi aşırı soğutma derecesini hesaplayın. En kritik adım, sıcaklık artışını TPS sensörü süper soğutma sıvısı üzerinde tutarak sonar sabit ölçümü yapmaktır. Aşırı soğutma derecesi iki santigrat dereceden fazla olduktan sonra TPS analizörünü kullanarak termal iletkenliği, termal yayılımı ve hacimsel özgül ısıyı aynı anda ölçün.Her ölçümden sonra, deney sırasında TPS probları ile analizör arasındaki kabloları manuel olarak değiştirin. Her üç ila beş dakikada bir veri toplayın. Aşırı soğutma derecesi tekrar iki santigrat dereceye ulaşana kadar ölçümleri tekrarlayın.Bu deneyde, aşırı soğutma derecesi başlangıçta zamanla artar. Aşırı soğutma derecesi maksimum değere ulaştıktan sonra, MH oluşumu ile basınç azaldığı için kademeli olarak sıfır santigrat dereceye düşer. Burada gösterilen, metan hidrat erimesinden etkilenmeyen bir sıcaklık profili ve erimeden etkilenen bir sıcaklık profilidir. Bu profilin TPS tekniği ile analiz edilemeyeceğini unutmayın, çünkü analiz denklemleri kararlı numune koşullarını varsayar.Zamanın bir fonksiyonu olarak kaptaki basınç, sıcaklık ve aşırı soğutma derecesi gösterilir. MH, sistem basınç ve sıcaklık dengesine ulaştıktan sonra çekirdeklenir. Tortunun zamanın bir fonksiyonu olarak MH, su ve metan gazı ile doygunluğu burada gösterilmiştir.Doygunluk derecesi, gazın durumunun denklemi kullanılarak hesaplanır. Termal sabit ölçümlerinin bir örneği burada gösterilmiştir. Çift başlı oklar, analizde kullanılan veri aralığını belirtir.Analiz 1, uygun olmayan bir aralık örneğidir ve Çözümleme 2, uygun bir aralık örneğidir. Her aralıktan elde edilen TPS inversiyon analizi sonuçları burada gösterilmektedir. Sıcaklık verilerinin doğrusal uyum eğrisinden sapması gösterilir.Uygun analiz aralığı seçilirse, fark sıcaklığı küçülür ve yaklaşık olarak sabit olur. Son olarak, zamanın bir fonksiyonu olarak termal iletkenlik, zamanın bir fonksiyonu olarak özgül ısı ve zamanın bir fonksiyonu olarak termal yayılım gösterilmiştir.

protocol-for-measuring-thermal-properties-supercooled-synthetic-sand

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Bir izotermal adsorpsiyon aparat, gravimetrik MPA'dan analizörü, partikül boyutu ve şeyl adsorpsiyon kapasitesi arasındaki ilişkiyi öğrenmek için farklı partikül boyutları şeyl, adsorpsiyon kapasitesini sınamak için kullanın.

Partikül büyüklüğü ve metan MPA'dan kapasite şeyl arasındaki ilişkinin deneysel çalışma

Dünya bol mineraller doğal hidrotermal sistemlerinde önemli rol oynarlar. Burada, hidrotermal koşullar altında Organik mineral etkileşimleri deneysel incelenmesi için güvenilir ve düşük maliyetli bir yöntem açıklanmaktadır.

Organik hidrotermal dönüşümler üzerinde Mineral etkileri eğitimi için deneysel bir protokol

Gelişmiş gaz debisi kesin belirlenmesi reaksiyonlar ayrıntılarını incelemek için anahtardır. Biz thermogravimetry-kütle spektrum analizi için eşdeğer karakteristik spektrum analizi bir roman kantitatif analiz yöntemi karakteristik spektrum ve göreli hassasiyet elde etmek için kalibrasyon sistemi kurarak sağlar akış hızı.

Kantitatif analiz Thermogravimetry-kütle spektrum analizi gelişmiş gazları ile tepkiler tarafından

Burada malzemelerin ve sipariş edilen nanoporous karbon (4.6 nm gözenek boyutu) olan ve SBA-15 (5.3 nm gözenek boyutu) olan raporu. Çalışma yüzeyi ve nanoporous moleküler elekler dokusal özellikleri, onların wettability ve D2malzemeler sınırlı O erime davranışını açıklar.

Silikat Matrisler ve sentezlenmiş Nanoporous karbon yüzey özellikleri

Siklopentane'ye batırılmış bir su damlacığının arayüzünde nonik yüzey aktif maddelerin varlığında hidrat oluşumunu incelemek için bir protokol sıyoruz. Protokol, düşük maliyetli, programlanabilir, sıcaklık düzenleyicisi oluşturmaktan oluşur. Sıcaklık kontrol sistemi görselleştirme teknikleri ve iç basınç ölçümleri ile birleştirilir.

Düşük Maliyetli Entegre Modüler Peltier Cihazı Kullanarak Yağ-Su Arayüzlerinde Hidrat Kristalizasyonu Üzerine Sürfaktan Etkilerinin İncelenmesi

Çeşitli inhibitörlerin, promotörlerin ve substratların hidrat kristal morfolojisi üzerindeki etkilerini incelemek için sessile su damlacıkları üzerinde gaz hidrat oluşturmak için bir yöntem açıklıyoruz.

Sessile Su Damlacıklarında Metan Hidrat Kristalizasyonu

Mevcut protokol, mikroakışkan cihazlarda mikroskobik buz kristallerinin ve klatrat hidratların kristalleşmesini tanımlamakta ve oluşan kristallerin etrafında sıvı değişimini sağlamaktadır. Bu, inhibitörlerin kristalleşme sürecini ve bağlanma mekanizmalarını incelemek için eşsiz olanaklar sağlar.

Buz ve Klatrat Hidrat Kristalizasyonunun İncelenmesi için Mikroakışkan Bir Yaklaşım

Bu çalışma, literatürde genellikle geniş bir şekilde tanımlanan silika substratlar üzerine lamine edilmiş bileşiklerin emprenye edilmesi veya aşılanması için standartlaştırılmış tekniklerin geliştirilmesini kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. Spesifik miktarlarda çözücü, substrat, aminler ve diğer önemli deneysel parametrelerin değerleri ayrıntılı olarak tartışılacaktır.

Karbon Yakalama için Emprenye Edilmiş ve Aşılanmış Amin Bazlı Silika Kompozitlerin Hazırlanmasına Yönelik Sentetik Bir Metodoloji

CdSe-SnSe nanokompozitler, yüzey mühendisliği SnSe parçacıklarının birleştirilmesiyle üretilir. SnSe parçacıkları üretmek için basit bir sulu sentez kullanılır. SnSe parçacıklarının CdSe moleküler kompleksleri ile kaplanması, tane boyutunun kontrol edilmesine ve nanokompozitte bulunan kusur sayısının arttırılmasına izin verir, böylece termal iletkenliği düşürür.

Çözelti işlenmiş, yüzey mühendisliği, düşük ısı iletkenliği sergileyen polikristal CdSe-SnSe

Bu çalışma, kapalı bir döngüde bir enjeksiyon odasına bağlı taşınabilir optik analizörler kullanılarak sulu numunelerdeki metan gazı konsantrasyonlarını ölçmek için bir yaklaşım göstermektedir. Sonuçlar, geleneksel gaz kromatografisine benzer ve özellikle uzak saha çalışmaları için uygun, pratik ve düşük maliyetli bir alternatif sunar.

Optik Spektroskopi Gaz Analizörü Kullanarak Sucul Ekosistemlerde Çözünmüş Metanın Ölçülmesi

Keşfedin süpersoğutmalı sentetik kum-su-gaz-metan hidrat örneklerinin termal özelliklerini ölçme protokolünü. Bu yöntem, gaz üretim teknolojilerindeki simülasyon modellerini geliştirmek için kritik veriler sağlar.

Bir süpersoğutmalı Sentetik Kum-su-gaz-metan hidrat Örnek Termal Özelliklerini Ölçmek İçin Protokol

Daha fazla video keşfet