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天然气水合物降压分解过程中化-流-力-热全耦合机制及其启示

天然气水合物；降压分解；化-流-力-热相互作用；时空演化

天然气水合物是一种有前景的未来能源，降压法被普遍认为是实现天然气水合物商业开发的最佳策略，目前大量研究加深了人类对天然气水合物分解过程中化学反应、多相渗流、力学变形和热量传递规律的认识，但对水合物降压分解过程中各种物理/化学现象的相互作用机制仍存在知识空白。因此，本文基于“四组分结构模型、五种物化现象、十种耦合关系及五个控制方程”的研究框架，从全局和局部两个角度进一步分析各种物理/化学现象的时空演化规律，并在此基础上分析了它们之间的动态全耦合竞争机制。结果表明，压力和变形首先从降压边界向另一边界传播，温度的全局空间分布呈现多种模式；实际温度-压力轨迹曲线与相平衡曲线在水合物分解后期存在明显差异。以上发现对实际工程中天然气水合物分解的解耦方式与计算方法具有启示意义。