Crushing Law of Cavitation Jets on Natural Gas Hydrate

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 32

فایل این مقاله در 17 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-9_011

تاریخ نمایه سازی: 14 مرداد 1405

چکیده مقاله:

As a clean and efficient energy source, natural gas hydrate has the advantages of high energy density and low combustion pollution. Further, solid-state fluidization is a widely used approach for natural gas hydrate exploitation, and the fragmentation performance of high-pressure water jets directly determines its production efficiency. Herein, a coupled DEM-CFD method was adapted to investigate the fragmentation effect of organ-pipe nozzles on natural gas hydrate-bearing sediments. The model was validated against experimental results. The effects of throat diameter, expansion angle, expansion length, and standoff distance on fragmentation performance were investigated. Results indicate that a throat diameter of ۳ mm yields the largest cavity volume and optimal performance. Fragmentation efficiency initially increases and then decreases with the expansion angle, peaking at ۵۰º. An expansion length of L۴ = ۴.۵ mm promotes jet stability. A standoff distance of ۱۵ mm facilitates the most concentrated cavitation cloud collapse, generating the strongest impact and largest fragmentation area. Based on point and arc elasticity theories, the sensitivity of structural parameters to fragmentation performance was evaluated, ranked as follows: throat diameter > standoff distance > expansion angle > expansion length. This study provides a theoretical foundation for the application and optimization of cavitating jets in natural gas hydrate extraction.

نویسندگان

S. Zhang

School of Mechanical Engineering, Yangtze University Jingzhou Hubei, ۴۳۴۰۲۰, China

Y. Xue

School of Mechanical Engineering, Yangtze University Jingzhou Hubei, ۴۳۴۰۲۰, China

H. Xu

School of Mechanical Engineering, Yangtze University Jingzhou Hubei, ۴۳۴۰۲۰, China

B. W. Fu

School of Mechanical Engineering, Yangtze University Jingzhou Hubei, ۴۳۴۰۲۰, China

Y. N. Gao

School of Mechanical Engineering, Yangtze University Jingzhou Hubei, ۴۳۴۰۲۰, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Arora, A., Cameotra, S. S., & Balomajumder, C. (۲۰۱۵). Techniques ...
  • Bambhania, M., & Patel, N. K. (۲۰۲۳). Numerical modeling of ...
  • Cai, T., Pan, Y., Ma, F., Qiu, L., & Xu, ...
  • Cai, T., Pan, Y., Ma, F., & Xu, P. (۲۰۲۰). ...
  • Chen, C., Pan, D., Yang, L., Zhang, H., Li, B., ...
  • Chen, Y., Hu, Y., & Zhang, S. (۲۰۱۹b). Structure optimization ...
  • Chong, Z. R., Yang, S. H. B., Babu, P., Linga, ...
  • Cooke, G. M. E. (۱۹۸۸). An introduction to the mechanical ...
  • Dai, M. L. (۲۰۱۷). Study of multiphase flow and separation ...
  • Ersland, G., Husebø, J., Graue, A., Baldwin, B. A., & ...
  • Li, X. F., He, X., Wang, G. R., Zhang, Y. ...
  • Li, G. S., Tian, S. C., & Zhang, Y. Q. ...
  • Li, M., Luan, H., Jiang, Y., Zhang, S., Shan, Q., ...
  • Li, L., Xu, Y., Ge, M., Wang, Z., Li, S., ...
  • Liu, L., Sun, Z., Zhang, L., Wu, N., Qin, Y., ...
  • Ning, B., Yu, Y., Zeng, J., & Lu, Q. (۲۰۲۲). ...
  • Peng, C., Li, G. S., & Tian, S. C. (۲۰۱۷). ...
  • Tegze, G., Pusztai, T., Tóth, G. I., & Gránásy, L. ...
  • Vinod, J. S., Hyodo, M., Indraratna, B., & Miller, R. ...
  • Wang, Z. H., Hu, Y. N., Rao, C. J., & ...
  • Wang, X., Kang, Y., Zhang, M., & Yuan, M. (۲۰۱۸). ...
  • Wang, G., Huang, R., Zhong, L., Wang, L., Zhou, S., ...
  • Wang, G. S., Wang, G. R., Zhang, Y. C., Zhong, ...
  • Wu, X. Y., Zhang, Y. Q., Shen, K. X., Zhao, ...
  • Xu, H., Zhang, S., Wu, M. R., Wang, G., & ...
  • Zhang, J. C., Zhong, L., Wang, G. R., Li, G. ...
  • نمایش کامل مراجع