化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：气-汽对流传热综合实验报告 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02
（二）强化管换热器传热系数、准数关联式及强化比的测定 强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；并且能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能源和资金。强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。 螺旋线圈的结构图如图1所示，螺旋线圈由直径 3mm以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。将金属螺旋 线圈插入并固定在管内，即可构成一种强化传热管。 在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发生旋 转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰动，因而可以使传热强化。由于绕制线圈的金属丝直径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利于节省能源。螺旋线圈是以线圈节距H与管内径d的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系数的重要因素。科学家通过实验研究总结了形式为αα=Bααα的经验公式，其中B和m的值因螺旋丝尺寸不同而不同。 采用和光滑套管同样的实验方法确定不同流量下得Rei和αα，用线性回归方法可确定B和m的值。 单纯研究强化手段的强化效果（不考虑阻力的影响），可以用强化比的概念作为评 ?，其中αα是强化管的努塞尔准数，αα0是普通管判准则，它的形式是：αααα0 ?>1，而且它的值越大，强化效果越好。 的努塞尔准数，显然，强化比αααα0
大承气汤药方介绍 大承气汤，中药方剂，出自《伤寒论》，主治大便不通，频转矢气，脘腹痞满，里热实证之热厥、痉病或发狂等。以下是为你精心整理的大承气汤药方介绍，希望你喜欢。 本方为寒下的重要方剂。在《伤寒论》中所治证候凡十九条，治疗范围广泛，但以伤寒邪传阳明之腑，入里化热，与肠中燥屎相结而成之里热实证为主治重点。由于实热与积滞互结，浊气填塞，腑气不通，故大便秘结，频转矢气，脘腹痞满疼痛，里热消灼津液，糟粕结聚，燥粪积于肠中，故腹痛硬满而拒按。热邪盛于里，上扰心神，故见谵语。四肢禀气于阳明，阳明里热炽盛，蒸迫津液外泄，则手足濈然汗出。热盛伤津，燥实内结，故见舌苔黄燥，甚或焦黑起刺，脉沉实。“热结旁流”，是因里热炽盛，燥屎结于肠中不得出，但自利清水，色青而臭秽不可闻，并见脐腹部疼痛，按之坚硬有块;热灼津液，阴精大伤，不能上承，故口燥咽干，舌苔焦黄燥裂。若实热积滞闭阻于内，阳气受遏，不得达于四肢，则可见热厥之证;热盛于里，阴液大伤，筋脉失养，又可出现抽搐，甚至胸满口噤，卧不着席，脚挛急之痉病;如邪热内扰，则可见神昏，甚至发狂。上述诸证，症状虽异，病机则同，皆由实热积滞内结肠胃，热盛而津液大伤所致。此时宜急下实热燥结，以存阴救阴，即“釜底抽薪，急下存阴”之法。方中大黄泻热通便，荡涤肠胃，为君药。芒硝助大黄泻热通便，并能软坚润
燥，为臣药，二药相须为用，峻下热结之力甚强;积滞内阻，则腑气不通，故以厚朴、枳实行气散结，消痞除满，并助硝、黄推荡积滞以加速热结之排泄，共为佐使。 大承气汤实验研究l.增加胃肠道推进机能及肠容积《天津医药杂志》1965(10)：790～791，大承气汤经小白鼠口服投药后有明显增加消化道推进性运动的作用，在投药后10分钟，作用就已明显。但经静脉给药组，炭末在胃肠道的推进距离，未见有增强。经口投予大承气汤，并有明显增加肠容积的作用。 2.促进肠套迭的还纳，解除梗阻《天津医药杂志》1965(10)：792～793，在观察大承气汤对解除肠梗阻的一般作用机理的实验表明，给药组10只家兔(人工肠套迭)完全还纳，平均还纳时间为15分30秒，还纳率100%，对照组中仅3只还纳。实验还认为，大承气汤对肠管的作用，以局部为主。 大承气汤用法水煎服，大黄后下，芒硝溶服。(古法：以水一斗，先煮二物，取五升，去渣，内大黄，更煮取二升，去渣，内芒硝，更上微火一、两沸，分温再服。得下，余勿服。)本方煎煮方法亦应注意，原书是先煮枳、朴，后下大黄，最后下芒硝。因硝、黄煎煮时间短，可以增强泻下作用。 大承气汤禁忌使用本方时，应以痞(心下闷塞坚硬)、满(胸胁脘腹胀满)、燥(肠有燥屎，干结不下)、实(腹中硬满，痛而拒按，大便不通或下利清水而腹中硬满不减)四证及苔黄、脉实为依据。正如张秉成说：“此方须上中下三焦痞满燥实全见者，方可用之”。吴瑭亦说：
2009年第4期 总第170期 低 温 工 程 CRY OGEN I CS No 14 2009 Sum No 1170 天然气水合物合成实验 祁影霞 杨 光 汤成伟 张 华 (上海理工大学能源与动力学院 上海 200093) 摘 要:为提高天然气水合物的生产效率及储气密度,在专门设计的水合物合成实验装置上,进 行了纯甲烷水合物的合成实验。实验结果表明:对于纯净甲烷水合物,压力越高,合成速率越大;但当压力大于5MPa 时,压力的提高对生成速率的影响不大。水合物合成前抽真空时间越长,生成的水合物吸收的气体量越大,表明抽真空可以排出水中溶解的气体,提高水合物的储气密度。 关键词:水合物 甲烷 合成速率中图分类号:T B663、TK12 文献标识码:A 文章编号:100026516(2009)0420011204 收稿日期:2009203227;修订日期:2009206230 基金项目:上海市浦江人才计划(08PJ1408300)、上海市重点学科建设项目(S30503)资助。作者简介:祁影霞,女,45岁,博士、讲师。 Forma ti on exper im en t of na tura l ga s hydra te Q i Yingxia Yang Guang Tang Cheng wei Zhang Hua (School of Energy and Power Engineering,University of Shanghai for Science and Technol ogy,Shanghai 200093,China ) Abstract :I n order t o increase the p r oducti on efficiency and st ored gas density of natural gas hydrate,pure methane for mati on hydrate tests were carried out on a s pecial designed hydrate f or mati on apparatus .The experi m ent results indicate that,f or pure methane hydrates,the for mati on rate increases with p ressure,but the increase of p ressure has no obvi ous effects on the f or mati on rate when the p ressure is higher than 5MPa .The l onger vacuu m ing ti m e before the f or mati on of hydrates results in the larger a mount of gas ab 2s orbed in for med hydrates,which indicates that vacuu m ing can make the gases diss olved in the water release off and increase the st ored gas density of the hydrates . Key words :hydrates;methane;f or mati on rate 1 引 言 天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下结晶形成的固态笼状化合物,主要存在于海底或陆 地冻土带内[1] 。据估算,世界上天然气水合物所含有的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的两倍。国际科学界预测,它是石油、天然气之后的最佳的替代能源。 纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,可以像 固体酒精一样直接被点燃,因此,又被通俗、形象地称 为“可燃冰”。1m 3 的天然气水合物可以释放出164m 3 的天然气,且可以在常压和-15℃的条件下稳定储存。因此,天然气水合物也是天然气储运的安全有 效的方式[2] 。 为提高水合物的生产效率及储气密度,采用了多种方法促进水合物的快速生成。目前应用比较广泛的是应用磁力搅拌装置,通过可无级调速的磁力搅拌子,促进水和气体的接触来加快水合物的生长速度,
附件1： 863计划海洋技术领域 “天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目 2006年度课题申请指南 一、指南说明 “天然气水合物勘探开发关键技术”是“十一五”863计划海洋技术领域重大项目之一。项目总体目标是：重点开发天然气水合物成矿区带的高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发水合物钻探取样技术与装备，开展水合物钻探、开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，有效评价1～2个天然气水合物有利矿区，为天然气水合物开发作技术储备。 重点任务是： ●开发海域天然气水合物矿体目标的三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测技术、水合物成矿区带的流体地球化学探测技术，以及水合物成矿区带的高精度海洋人工源电磁探测技术及海底热流原位探测技术，实现水合物成矿区带的高效综合勘探技术系列，为我国海域天然气水合物成矿区带勘探提供高技术支撑。 ●研制水合物的保真取样（芯）器，开发样品处理分析技术，集成天然气水合物保真取样及样品后处理系统，为实现水合物样品采集提供支撑。 ●研制天然气水合物保压保温钻探取芯装备，形成天然气水合物钻探取样系统；开展水合物开发前的实验合成条件模拟、水合物形成的相平衡实验模拟、三维水合物藏生成模拟与开采实验研究平台，以及水合物开发的环境影响评价技术，为水合物开发提供技术储备。 ●通过上述技术的研发，预期获得专利及软件著作版权登记20～30项，培养一支天然气水合物科技研发队伍。
根据上述任务,项目分解为以下10个课题： 1.天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术 2.天然气水合物的海底电磁探测技术 3.天然气水合物的热流原位探测技术 4.天然气水合物流体地球化学现场快速探测技术 5.天然气水合物原位地球化学探测系统 6.天然气水合物重力活塞式保真取样器研制及样品后处理技术 7.天然气水合物钻探取芯关键技术 8.天然气水合物成藏条件实验模拟技术 9.天然气水合物开采技术平台与开采技术预研究 10.天然气水合物探测技术系统集成 本项目2006年启动除“天然气水合物探测技术系统集成”课题外的9个课题，均为公开发布课题申请指南，采用择优委托方式确定承担单位。 本指南面向全国发布，自由申报、专家评审、公平竞争、滚动发展；申请单位应围绕指南设置的研究目标、研究内容和技术指标等要求，提出课题申请。鼓励产学研单位联合共同申请课题。 依据“阶段目标、滚动支持”的原则，本次指南发布的课题的研究周期不超过四年。 二、指南内容 课题1. 天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术 （1）研究目标： 开发海域天然气水合物成矿区带三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测关键技术；研究天然气水合物矿
天然气水合物研究历程及现状 1.世界天然气水合物研究历程回顾 从1810 年英国Davy在实验室首次发现气水合物和1888 年Villard人工合成天然气水合物后, 人类就再没有停止过对气水合物的研究和探索。在这将近2 的时间内, 全世界对天然气水合物的研究大致经历了 3 个阶段, 如表1-1[2]所示。 第一阶段是从1810 年到20 世纪30 年代初。( 18 , Davy 合成氯气水合物并于次年发表文章正式提出水合物一词。) 在这120 年中, 对气水合物的研究仅停留在实验室, 且争议颇多。 第二阶段是大致可看作是自1934年起始的。当年美国Hammerschmidt发表文章, 提出天然气输气管道堵塞与水合物有关, 从负面加深了对气水合物及其性质的研究。在这个阶段, 研究主题是工业条件下水合物的预报和清除、水合物生成阻化剂的研究和应用。 第三阶段是从上世纪60年代至今, 全球天然气水合物进入大范围勘探普查开发的格局。上世纪60 年代特罗费姆克等发现了天然气能够以固态形式存在于地壳中。特罗费姆克等的研究工作为世界上第一座天然气水合物矿田——麦索雅哈气田的发现、勘探与开发前期的准备工作提供了重要的理论依据, 从而大大拓宽了天然气地质学的研究领域。美国学者在上世纪70年代也开始重视气水合物研究, 并于1972年在阿拉斯加获得世界上首次确认的冰胶结永冻层中的气水合物实物。天然气水合物成藏理论预测的成功、测得成藏理论区气水合物地球物理, 地球化学异常, 以及经过钻探取得水合物实样, 这一系列的成果被认为是上世纪能源问题的重大发现。能够说, 从上世纪60 年代至今, 全球气水合物研究跨入了一个崭新的阶段——第三个阶段(把气水合物作为一种能源进行全面研究和实践开发的阶段) , 世界各地科学家对气水合物的类型及物化性质、自然赋存和成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及气水合物与全球变化和海洋
天然气水合物的研究与开发 天然气水合物的研究与开发 作者: 金翔龙.方银霞(国家海洋局海底科学重点实验室) 收录来源: 中国新能源网人类的生存发展离不开能源。当人类学会使用第一个火种时便开始了能源应用的漫长历史。几千年来，人类所使用的能源已经历了三代，正在向第四代能源时代迈进。主体能源的更替充分反映出人类社会和经济的进步与发展。第一代能源为生物质材，以薪柴为代表；第二代能源以煤为代表；第三代能源则是石油、天然气和部分核裂变能源。实际上，第二代和第三代能源是以化石燃料为主体，第四代能源的构成将可能是核聚变能、氢能和天然气水合物。 人类的生存发展离不开能源。当人类学会使用第一个火种时便开始了能源应用的漫长历史。几千年来，人类所使用的能源已经历了三代，正在向第四代能源时代迈进。主体能源的更替充分反映出人类社会和经济的进步与发展。第一代能源为生物质材，以薪柴为代表；第二代能源以煤为代表；第三代能源则是石油、天然气和部分核裂变能源。实际上，第二代和第三代能源是以化石燃料为主体，第四代能源的构成将可能是核聚变能、氢能和天然气水合物。 核聚变能主要寄希望于3He，它的资源量虽然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中却极为丰富（100-500万t）。氢能是清洁 、高效的理想能源，燃烧耐仅产生水（H2O），并可再生，氢能主要的载体是水，水体占据着地球表面的2/3以上，蕴藏量大。天然气水合物的主要成分是甲烷（C4H）和水，甲烷气燃烧十分干净，为清洁的绿色能源，其资源量特别巨大，开发技术较为现实，有可能成为21世纪的主体能源，是人类第四代能撅的最佳候选。 天然气水合物（gas hydrate）是一种白色固体结晶物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源，俗称为”可燃冰”。天然气水合物由水分子和燃气分
145 天然气水合物就是俗称的可燃冰，主要成分为甲烷和水，对其进行开采利用，对缓解当今能源危机具有战略意义。在国内外还没有一种开采深海海底浅层非成岩地层天然气水合物的方法，所以一种固态流化开采的新思路被提出。 天然气水合物是在低压、高温下在极低的地理位置中形成的，所以难以获取。若能采用一系列技术方法对天然气水合物进行人工合成，便减少了难以开采的世纪难题。本研究所涉及的天然气水合物合成实验是在刚成立的全球首个海洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验室中进行，自行设计制造相关实验装置，以达到实验室快速合成天然气水合物，为相关研究机构提供实验样品。 1 系统回路设计 合成天然气水合物的主要操作规程包括：抽真空、注蒸馏水、注甲烷气体、合成天然气水合物。抽真空作业是在所有阀门关闭的情况下，启动空气压缩机和循环泵，抽离反应釜内的空气，观察釜顶压力表读数适时关闭压缩机和循环泵。注蒸馏水作业是调节截止阀V-04的开度，启动柱塞泵向反应釜注蒸馏水，由流量计G4的读数适时关闭截止阀V-04。注甲烷气体作业是调节截止阀V-01、V-03的开度，向反应釜注适量甲烷气体，根据压力表P1及流量计G1的读数，判断是否达到反应的适宜条件。当达到理想压力、流量时，依次关闭截止阀V-03、V-01。合成天然气水合物是调节截止阀V-03的开度，启动循环泵和空气压缩机，使高压甲烷气体通过釜顶气相出口经循环泵通过釜底气相入口的气体分布器进入到反应釜中进行合成反应。根据电阻测量得到的电阻变化率图表，调节截止阀V-01、V-03开度达到注气增压的效果；实时改变恒温水浴的温度参数，控制釜内温度使反应条件适宜水合物合成。回路流程图，如图1所示。 图1 回路流程图 2 反应釜设计 本论文介绍一套天然气水合物合成反应釜系统设计：反应流程的优化设计、测量方案的优化设计、合成装置的设计开发。其中，最重要也是难度最大的一部分是反应釜的设计。 结合天然气水合物的反应条件、存在形态、物理特性，对其合成反应釜进行完备设计。反应釜主要由釜体、上下盲板、气相入口、气相出口、液相入口及测量装置等组成。釜体的主体结构为空心圆柱体，与上下盲板以垫压O型密封圈及法兰螺纹连接，法兰与螺栓共计16套，上下各8套，在盲板外沿均匀分布；在釜体上开有上下呈十字分布的2组通孔，上下各加装一套点测量电阻装置，其连接方式采用新型的垫压O型密封圈的密封技术；在下盲板上开有气相入口的通道，加装带有气体分布器的气相接口；在上盲板上开有气相出口及液相入口的通道，用于连接气相出口接头与液相入口接头，在上盲板上圆心处开有外接测量温度、压力设备的通孔，加装了温度、压力测量设备。反应釜示意图，如图2所示。 图2 反应釜示意图 3 设备选型3.1 反应釜 由于本实验反应物有蒸馏水，为避免反应釜生锈故采用304不锈钢。反应釜的抗压强度为12MPa，在高压条 天然气水合物反应釜系统设计 李孟渚 杨雄 西南石油大学机电工程学院 四川 成都 610500 摘要：本文旨在研制一套天然气水合物快速合成装置，用于实验室快速合成天然气水合物，对天然气水合物反应釜系统进行了设计并提出了配套仪器的选择方案。 关键词：天然气水合物 合成反应釜 系统设计 仪器选择 Design for reaction still of natural gas hydrate Li Mengzhu，Yang Xiong Southwest University of Petroleum ，Chengdu 610500，China Abstract：This article describes a rapid synthesis unit of natural gas hydrate developed for rapid and large scale production in laboratory，which include the design of reaction still and instrument selection. Key words： natural gas hydrate；reaction still；system design；instrument selection
《气-汽对流传热系数的测定》实验 一、仪器设备简介 流程如图，冷空气由风机13，经孔板流量计11计量后，进入换热器内管，并与套管环隙中蒸汽换热。空气被加热后，排入大气。空气的流量可用控制阀9调节。 1 、蒸汽发生器 2、蒸汽管 3、补水口 4、补水阀 5、排水阀 6、套管换热器 7、放气阀 8、冷凝水回流管 9、空气流量调节阀 10、压力传感器 11、孔板流量计 12、空气管 13、风机 二、试验目的、任务 1、掌握传热膜系数α及传热系数K 的测定方法。 2、通过实验掌握确定传热膜系数准数关联式中的系数A 和指数m 、n 的方法。 3、通过实验提高对α准数关联式的理解，并分析影响α的因素，了解工程上强化传热的措施。 三、实验原理及步骤 1、实验原理： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变式对流传热准数关联式的一般形式为： Nu=A·R e m ·P r n ·G r p 对于强制湍流而言，G r 准数可以忽略，故 Nu=A· R e m ·P r n 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m 、n 和系数A 。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量R e m 和P r 分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，在两边取对数，既得到直线方程： lg(Nu/P r 0.4)=lgA+mlgR e 在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m 。在直线上任取一点的函数值带入方程式中，则可得到系数A ，即 A=Nu/(P r 0.4·R e m ) 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联式。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A 、m 、n 。 对于方程的关联，首先要有Nu 、Re 、Pr 的数据组。其准数定义式分别为：
实验四.空气-水蒸气对流传热膜 系数的测定 一、实验目的 1、掌握对流传热膜系数αi的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 2、应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARe m Pr0.4中常数A、m的值。并与教材中相应公式进行比较。 3、掌握热电偶测量壁面温度的方法，了解计算机操作及其应用。 二、实验装置 1.实验流程 1-液位计； 2-储水罐； 3-排水阀； 4-蒸汽发生器； 5-强化套管蒸汽进口阀； 6-光滑套管蒸汽进口阀； 7-光滑套管换热器； 8-内插有螺旋线圈的强化套管换热器； 9-光滑套管蒸汽出口；10-强化套管蒸汽出口；11-光滑套管空气进口阀；12-强化套管空气进口阀；13-孔板流量计；14-空气旁路调节阀；15-旋涡气泵 16-蒸汽冷凝器 空气-水蒸气对流传热膜系数测定装置流程示意图
装置流程见空气-水蒸气对流传热膜系数测定装置流程示意图。由风机送入风管的冷空气经调节阀调节流量后由孔板流量计测定空气的压力、由Pt100铂电阻温度计测量空气的温度T1后进入套管换热器的内管，被套管环隙的水蒸气加热到T2排出。循环水槽中的水经蒸汽发生器被加热汽化后其饱和蒸汽进入套管环隙与内管中的空气进行对流传热，在换热器蒸汽出口部位安装有数字温度巡检仪（热电偶为铜─康铜)测定管外壁面平均温度w( ℃ )。从换热器出来的蒸汽进入蒸汽冷凝器，使蒸汽冷凝后重新回到循环水槽。 系统内空气流量用孔板流量计测量，利用压力传感器将孔板两端的压差转换成电信号，送入A/D板，即把毫伏值转换成数字信号，进入计算机系统。管壁温度由埋设在换热器二端的铜---康铜热电偶测定，并将测得的电动势经A/D板、转换进入计算机系统。 计算机控制系统为文件管理、视窗操作、仪表操作、操作面板、动态显示等五个部分：文件管理：与文件相关的操作和管理功能，包括文件数据的存盘，打印及系统退出。视窗操作有四方面内容a、流程操作：计算机显示实验装置和采样点数据，用鼠标点击可执行对流程的操作和实验数据的采取。B、仪表操作：计算机以仪表盘方式动态显示实验数据采样点和实验装置中的各数据变化。C、操作面板：实现温度控制和传热过程控制，控制方式有两种，自动控制和手动控制。D、动态显示：显示出温度控制和传热过程控制的动态曲线的数据；数据管理：实验数据的原始记录和显示，以及数据处理结果的显示和曲线的绘制。系统参数设置：实验者不允许使用。帮助系统：提供了有关软件和实验操作的使用说明。 2、实验设备主要技术参数： (1) 传热管参数: 表一实验装置结构参数 三、原理和方法 a的测定。 （一）、圆形直管内空气强制对流传热膜系数 1 本实验系水蒸气－－空气在套管换热器中进行对流的换热过程。 根据牛顿冷却定律：
化学选修3《物质结构与性质》P85选题2 天然气水合物（一种潜在的能源）
天然气水合物——可燃冰 一、可燃冰相关概念 可燃冰：天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。（又称笼形化合物）甲烷水合物（Methane Hydrate）：用M·nH2O来表 示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水 分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系 物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形 成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过 99％的天然气水合物通常称为甲烷水合物。 又因外形像冰，而且在常温下会迅速分解放出可燃的 甲烷，因而又称“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”）。 因为可燃冰的主要成分为甲烷，为甲烷水合 物，而甲烷在常温中为气体，熔、沸点低，所以甲 烷为分子晶体，因而可燃冰也为分子晶体。 可燃冰存在之处：天然气水合物在自然界广泛分布在大可燃冰 陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。 天然气水合物在全球的分布图 在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。 笼状化合物（Clathrate）：在天然气水合物晶体中，有甲烷、乙烷、氮气、氧气二氧化碳、硫化氢、稀有气体等，它们在水合物晶体里是装在以氢键相连的几个水分子构成的笼内，因而又称为笼状化合物。
天然气分子藏在水分子中 水分子笼是多种多样的 二、可燃冰的性质 可燃冰的物理性质： （1）在自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色亚等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。 （2）它可存在于零下，又可存在于零上温度环境。 （3）从所取得的岩心样品来看，气水合物可以以多种方式存在： ①占据大的岩石粒间孔隙； ②以球粒状散布于细粒岩石中； ③以固体形式填充在裂缝中；或者为大块固态水合物伴随少量沉积物。 可燃冰的化学性质： 1、在冰的空隙（“笼”）中可以笼合天然气中的分子的原因： (1)气水合物与冰、含气水合物层与冰层之间有明显的相似性： ①相同的组合状态的变化——流体转化为固体； ②均属放热过程，并产生很大的热效应——0℃融冰时需用0.335KJ的热量，0～20℃分
实验六 气-汽对流传热实验 一、实验目的 1. 通过对空气—水蒸汽套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数αi 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。 2.了解常用的测温方法及热电偶的基本理论。 二、 实验原理 管式换热器是一种间壁是式的传热装置，冷热流体间的传热过程，是由热 流体对壁面的对流传热、间壁的固体热传导和壁面对冷流体的对流传热三个子传热过程组成。如下图所示： 以冷流体侧传热面积为基准过程的传热系数与三个子过程的关系为： h h c m c c A A A A K ελδα+ += 11 （1） 对于已知的物系和确定的换热器，上式可以表示为： K= f ( Gn ; Gc ) （2） 由此可以知道，通过分别考察冷热流体流量对传热系数的影响，从而可以达到了解某个对流传热过程的性能。若要了解对流传热过程的定量关系，可由非线性数据处理得到。这种研究方法是过程分解与综合实验研究方法的实例。 传热系数K 借助于传热速率方程式和热量衡算方程式求取。 热量衡算方程式，以热空气作衡算： Q h = G h C p A (T 进 –T 出) （3） 传热速率方程式： Q = K Ac ?t m （4） 式中?t m 对数平均温差由下式确定：
) ()(ln ) ()(进出出进进出出进逆t T t T t T t T t m -----= ? (5) 式中：K---- 传热总系数 W/m 2.k ； α---- 流体的传热膜系数 W/m 2.k ； A---- 换热器的总传热面积 m 2； G---- 流体的质量流量 Kg/s ； Q---- 总传热量J/s ； C p ---- 流体的恒压热容 J/Kg.K ； T---- --热流体的温度 ℃； t-------冷流体的温度 ℃； δ-----固体壁的厚度 m λ------固体壁的导热系数 W/m.k ； 下标： h----热流体； c----冷流体； 进----进口； 出----出口； 逆----逆流； m----平均值 三、实验装置及流程 1．实验装置的主要特点 (1) 实验操作方便,安全可靠。 (2) 冷流体是水，热流体是空气。水经转子流量计测量，温度计测量进口温度后，进入换热器壳程，换热后在出口处测量其出口温度，热流体自风机进来，经转子流量计测量流量后，进入加热到120℃流入换热器管程，并在进口处测量其进口温度，在出口处测量其出口温度。 (3) 水,电的耗用小,实验费用低。 2．设备主要技术数据 (1)列管式换热器 型号：GLC-0.63 壳程采用圆缺型挡板，传热管为不锈钢管，管径：Φ10×1 mm 有效管长：1000mm; 管数： 20根 管外侧传热总面积： 0.63 m 2 （2）流量测量 冷热流体转子流量计 型号： LZB-25 量程：1：10 精度：1.5级 范围： 气体2.5-25 Nm 3/H 液体： 100-1000NL/H （3）温度测量：测量冷热流体进出口温度 一次仪表：pt100铂电阻； 4支，量程：0-400℃ 二次仪表：数显仪表LU-901M ，精度：0.2级；一台 控温仪表：人工智能温度调节仪表AI-708，精度：0.2级；一台 3．实验装置及流程 实验装置及流程如图所示。 空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经流量计，进入换热器内管。蒸汽由加热釜发生后自然上升逆流进入换热器壳程，由另一端蒸汽出口自然喷出，达到逆流换热的效果。
大承气汤 一、阳明腑实 许叔微医案：一武弁李姓，在宣化作警。伤寒五六日矣。镇无医，抵郡召予。予诊视之：脉洪大而长，大便不通，身热无汗，此阳明证也，须下。病家日：病者年逾七十，恐不可下。予日：热邪毒气并留于阳明，况阳明经络多血少气，不问老壮，当下，不尔，别请医占。主病者日：审可下，一听所治。予以大承气汤。半日，殊未知。诊其病，察其证，宛然在。予日：药曾尽否?主者日：恐气弱不禁，但服其半耳。予日：再作一服，亲视饮之。不半时间，索溺器，先下燥粪十数枚，次溏泄一行，秽不可近，未离已中汗矣，滠然周身。一时顷，汗止身凉，诸苦遂除。次日予自镇归，病人索补剂≯予日：服大承气汤得差，不宜服补剂，补则热仍复，自此但食粥，旬日可也。故予治此疾，终身止大承气，一服而愈，未有若此之捷。 按语：老壮者，形气也；寒热者，病邪也。脏有热毒，虽衰年亦可下；脏有寒邪，虽壮年亦可温，要之与病相当耳。失此，是致速毙也。 二、燥屎内结 曹颖甫医案：予尝诊江阴街肉庄吴姓妇人，病起已六七日，壮热，头汗出，脉大，便闭，七日未行，身不发黄，胸不结，腹不胀满，惟满头剧痛，不言语，眼胀，瞳神不能瞬，人过其前，亦不能辨，证颇危重。余日：目中不了了，睛不和。燥热上冲，此《阳明篇》三急下证之第一证也。不速治，病不可为矣。于是，遂书大承气汤方与之。大黄1 2克，枳实9克，川朴3克，芒硝9克。并嘱其家人速煎服之。竟一剂而愈。 按语：壮热便闭而见目中不了了，睛不和，乃热邪伏里，灼竭津液之征。盖五脏六腑之精气，皆上注于目。瞳神为肾所主，热邪不燥胃津，必耗肾液。今燥热亢盛，真阴欲竭，当此之时，病势危急，迟则莫救，故用急下存阴之法，大承气汤主之。 三、阳明悍热 黎庇留医案：黄某某，15岁。四日患发热，口渴，咳嗽，大便三四日一行，十余日不愈，始延余诊。以大柴胡汤退热止咳，五月四日热退尽，可食饭，惟青菜而已。六日晚，因食过饱，夜半突然腹痛甚，手足躁扰，循衣摸床，肆咬衣物，越日午刻延诊。诊时手足躁扰，惕而不安，双目紧闭，开而视之，但见白睛，黑睛全无，其母骇甚，惊问何故?余日：“此阳明悍热也，傈悍滑疾之气上走空窍，目系为其上牵而黑睛为之抽搐，故只见白睛也。”其母曰：“可治否乎?”余曰：“急下则可医，如救焚之救，稍缓则无及也。”即立大承气汤一剂，嘱其速煎速服，务必大下乃有生机。 其母畏惧，留余座医。三时服药，四时未下，再与大承气汤一剂，五时依然未动，
天然气水合物是怎样形成的？ How natural gas hydrates form？ 天然气水合物，又称“可燃冰”，是一种水合数不固定的笼形化合物，其中气体分子被束缚在由水分子通过氢键连接而构成的多面体笼子里，主要呈现三种结构，即结构I，结构II和结构H（图1），在低温（<10 ℃）高压（>100 bar）条件下稳定存在。一般来说，由于天然气的主要成分是甲烷，所以天然气水合物主要是指甲烷水合物, 化学式为8CH4·46H2O。 [1] 图1 自然界三种常见的天然气水合物晶体结构（据Sloan，2003改编）天然气水合物对自然界和人类社会的影响主要有以下几个方面：i) 全球自然产出的天然气水合物广泛分布于大陆边缘的海底和永久冻土地带，其中的甲烷碳含量估计约为所有化石燃料总碳量的两倍，很有可能成为21世纪人类的新能源。ii) 天然气水合物在失稳分解时释放的甲烷气体会加强温室效应。如果大规模分解发生在海底，则有可能引发海底滑坡等地质灾害。反之也可以设法把工业生产释放的CO2排入深海形成CO2水合物封存起来，从而减轻温室效应。更为
理想的方案是通过注入CO2来开采天然气水合物藏，在获取甲烷的同时封存了CO2，一举两得。iii) 在化工生产中，要想方设法避免天然气水合物形成以至于堵塞天然气运输管道从而造成重大经济损失，反之也可以利用气体水合物的合成来开发储存气体、运输气体、提纯气体、及海水淡化等方面的新技术。总之，研究天然气水合物在能源、环境、化工等领域都有重要的科学意义和经济意义。 天然气水合物研究领域的科学问题和技术问题有很多，包括结构、物性、相平衡、勘察、开采、应用等各个方面，其中一个基本的科学问题是“水合物怎样形成？”这个问题非常有趣而且令人困惑不解。试想，天然气的主要成分甲烷分子难溶于水（溶解度通常约为10 3摩尔分数），并且甲烷分子与水分子之间也不形成任何化学键（仅存在微弱的范德华力），可是在适当的温度条件下把甲烷气体加压于液态水，结果得到了固态的甲烷水合物，其中甲烷的摩尔分数和溶液中的溶解度相比竟然增大了两个数量级以上。更有意思的是，这个化学反应有明显的记忆效应（memory effect）。也就是说，含甲烷和水的体系在第一次合成水合物时，尽管温度和压力都已经调整到了水合物的相区间，但是水合物并不是马上形成，而是要等待一段不确定的时间（几~几十小时）才形成——这个时间被称为诱导时间（induction time）。然而，把这个体系形成的水合物通过降压或加温分解之后，再次重复合成实验，结果发现诱导时间变短了，似乎这个体系记忆了初次合成水合物时的某些历史。 为了解释上述实验现象，必须要在分子水平上了解天然气水合物的成核结晶过程。然而到目前为止，国际上对这个问题仍然没有不是很清楚。原因在于水合物的成核结晶是一个无中生有的过程，研究起来比较困难：其空间尺度在纳米级，对于实验来说太小了；其时间尺度在微米级，对于计算模拟来说又太长了；另外，影响成核的因素极其复杂，增加了研究难度。 2008年之前，国际上主要存在两个有争议的水合物成核假说。最著名的是Sloan等（Sloan and Fleyfel，1991；Christiansen and Sloan，1994）提出的团簇成核假说（labile cluster hypothesis），强调水合物成核源于笼形水簇的聚集。Radhakrishnan and Trout（2002）批评了团簇成核假说，他们证明多个笼形水簇在热力学上有利于相互分开而不是聚集在一起，并且新提出了局部结构假说（local structuring hypothesis），强调水合物成核是由水分子围绕局部有序排列的
气-汽对流传热综合实验 一、实验目的 的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解； 1、掌握对流传热系数 i 2. 确定强制对流传热准数关联式中常数； 3. 通过对强化套管换热器的实验研究，了解强化传热的基本理论和基本方式。 二、实验原理 本实验采用套管换热器, 以环隙内流动的饱和水蒸汽加热管内空气，水蒸汽和空气间的传热过程由三个传热环节组成：水蒸汽在管外壁的冷凝传热，管壁的热传导以及管内空气对管内壁的对流传热。本实验装置采用两组套管换热器，即光滑套管换热器及强化套管换热器。 强化传热又被学术界称为第二代传热技术，它能减小初设计的传热面积，以减小换热器的体积和重量；提高现有换热器的换热能力；使换热器能在较低温差下工作；并且能够减少换热器的阻力以减少换热器的动力消耗，更有效地利用能源和资金。强化传热的方法有多种，本实验装置是采用在换热器内管插入螺旋线圈的方法来强化传热的。 螺旋线圈的结构图如图1所示，螺旋线圈由直 径3mm以下的铜丝和钢丝按一定节距绕成。将金属螺 旋线圈插入并固定在管内，即可构成一种强化传热 管。在近壁区域，流体一面由于螺旋线圈的作用而发 生旋转，一面还周期性地受到线圈的螺旋金属丝的扰 动，因而可以使传热强化。由于绕制线圈的金属丝直 径很细，流体旋流强度也较弱，所以阻力较小，有利 于节省能源。螺旋线圈是以线圈节距H与管内径d 图1 螺旋线圈内部结构 的比值技术参数，且长径比是影响传热效果和阻力系 数的重要因素。 三、实验装置 实验装置如图2所示，主要结构参数如表1所示。 说明：1、蒸汽发生器为电加热釜，使用容积为5升，内装有一支2.5kw的螺电热器，与一储水釜相连（实验过程中要保持储水釜中液位不要低于釜的二分之一，防止加热器干烧）；2、空气进出口温度采用电偶电阻温度计测得，由多路巡检表以数值形式显示。
【方名】复方大承气汤 【出处】《中西医结合治疗急腹症》 【分类】泻下剂-寒下 【组成】厚朴（15-20克）炒莱菔子（15-30克）枳壳（15克）桃仁（9克）赤芍（15克）大黄（9-15克）芒硝（9-15克） 【方诀】 【功用】通里攻下，行气活血。 【主治】单纯性肠梗阻属于阳明腑实而气胀较明显者。 【用法】大黄后下，水煎服，芒硝冲服。最好用胃管注入，经2－3小时后，可再用本方灌肠，以加强攻下之力，有助于梗阻之解除。 【禁忌】斟酌。复方大承气汤- 【方解】 复方大承气汤由大承气汤（枳壳易枳实）加炒莱菔子、桃仁、赤芍而成，故行气导滞、活血祛瘀作用增强，适用于单纯性肠梗阻而气胀较重者，并可预防梗阻导致局部血瘀气滞引起的 组织坏死。 复方大承气汤联合鼻肠减压治疗病理性肠麻痹的临床研究作者： 李永;李德春;孙胜利;张昕辉; 复方大承气汤联合西药保守治疗重症胰腺炎临床研究 发表时间：2012-3-30 来源：《中外健康文摘》2012年第5期 供稿作者：张洪波曹樟全 大黄的研究 大黄有泻下作用，它的致泻成分是结合状态的蒽甙，如番泻甙甲、大黄酸等，这些成分容易因加热而水解，因此，如用大黄来泻下就不宜久煎。在方剂中配伍使用时，应先煎其他药物。 如单味大黄入药用来泻下，则应缩短煎煮时间，以免致泻成分被破坏。大黄是临床上最常用的泻下药，味苦、性寒、无毒，入胃、大肠、肝经，能泻实热，荡积滞，行瘀血。据现代药理学研究，大黄含蒽醌类衍生物(包括游离和结合性大黄酚、大黄酸、芦荟大黄素、大黄素)和二蒽类衍生物(番泻叶苷ABCD)，还含有鞣质。大黄对多种细菌有一定的抑制作用，能明显地降低血压、血脂、黄疸指数、转氨酶等，有调节脂蛋白以及提高血浆
实验八 气汽对流传热综合实验 一、实验目的 1、掌握给热系数α的测定方法； 2、掌握热电偶、铜电阻温度计测温方法； 3、掌握强化传热的途径。 二、实验原理 1、测给热系数的原理 （1）根据牛顿冷却定律，已知传热设备的构尺寸，只要测得传热速率Q 以及各有关的温度，即可算出α的值：Q A t α=?。式中Δt 为管壁面温度与空气平均温度之差(K)。A 为传热面积（m 2）。 （2）传热速率Q 是由管内流体的热负荷Q ′决定。由于饱和蒸汽走管间，空气走管内，则 21'() air m p Q Q Q q c t t ===-， q m 为空气质量流量kg/s ，c p 为比热（J/kg.K ）。 （3） 12,()/2w t t t t t t ?=-=+ ，t w ，t 1，t 2 分别为壁温、空气进口和出口温度（℃） ， （4）传热面积：i A d l π= （5）空气流量的测量 空气流量计由孔板与差压变送器和二次仪表组成。该孔板流量计在20℃时标定的流量和压差的关系式为： 0.532022.696(/)V q p m h =?? 流量计在实验使用时往往不是20℃，此时需要对该读数进行校正： 1vt v q q = 式中：△P —孔板流量计两端压差，kPa ； q v20—20℃时体积流量，m 3/h ； q vt1—流量计处体积流量，也是空气入口体积流量，m 3/h ； t 1—流量处温度，也是空气入口温度，℃。 由于换热器内温度变化，传热管内的体积流量需进行校正： vm vt q q =q vm —传热管内平均体积流量，m 3/h ；
t m—传热管内平均温度，℃。 （6）温度的测量 空气进出口温度采用Cu 50铜电阻温度计测得，由多路巡检表以数值形式显示（1—普通管空气进口温度；2—普通管空气出口温度；3—强化管空气进口温度；4—强化管空气出口温度）。壁温采用热电偶温度计测量，光滑管的壁温由显示表的上排数据读出，强化管的壁温由显示表的下排数据读出。 2、强化传热的途径 （1）传热控制热阻为对流热阻，而对流热阻又主要集中在滞流内层内。强化传热关键是降低滞流内层厚度。 （2）由于空气的膜系数远远小于蒸汽的膜系数，因此传热控制热阻主要由空气的对流热阻决定。 （3）空气走管内，提高管内膜系数，增大湍动程度，本实验采取的措施是加扰流装置，即采用插入螺旋线圈的方法来强化传热。 三、实验装置及流程 1、设备主要技术数据见表1 2、实验流程
分享到：收藏推荐大承气汤源于张仲景的《伤寒论》，为主治阳明腑实证之方，由大黄、厚朴、枳实、芒硝４味药组成，是峻下热结的功效。古人归纳其主治为“痞、满、燥、实”四个字。本方能承顺胃气下行，使塞者通、闭者畅，目前常用于临床表现为高热、神昏谵语、惊厥、腹胀、腹痛、大便不通的属阳明腑实证的各种急重症治疗，其效甚佳。１急性胆系感染本症属于阳明腑实、脾胃不和之胁痛、胃脘痛等症，常因饮食不节、情志失和或蛔虫窜扰等导致肝胆脾胃功能紊乱、气机升降失调、湿热阻于中焦所致。如长期湿热不化、胆汁凝结，久经煎熬、可成为结石，临床上常用通里攻下法治疗。孙氏［１］治疗急性胆系感染１２８例，其中胆囊炎４６例，胆管炎３８例，化脓性胆管炎１２例，胆石症２７例，胆道术后复发５例，以大承气汤主之，视不同情况加味，结果治愈８１例，好转３３例。鲁氏［２］以大承气汤加味治急性胆囊炎。方入大黄、厚朴、枳实、芒硝、公英、田七、金钱草。肝郁气滞型加香附、郁金；胃肠实热型加银花、连翘；湿热蕴结型加茵陈、栀子。治疗７５例总有效率为９７％。也有以大承气汤治疗急性胆囊炎胆石病的报道［３］。２急性胰腺炎本病是由于胰腺 大承气汤是寒下的代表方，仲圣制以疗阳明腹实证，热结旁流证，里热实证之热厥，痉病或发狂。 笔者身处基层，时常面对饮食不慎腹痛呕吐的病人，运用西医药消炎解痉的办法疗效不佳，检查中发现，多数病人作过腹腔手术，其中以阑尾炎手术（包括慢性阑尾炎尚未手术者），剖宫产者居多。患者腹痛突然，之前多有饮食生冷油腻的病史，自腹痛开始大便排气通而不畅，或呕或不呕，绞痛剧烈难耐，常喜温按。笔者一遇此等情况，就无论脉舌寒热虚实之辩，给予大承气汤加减治之，常一泻即安，遂停后服。 1，张男，45岁，以酷暑清晨饮食凉茶西瓜后遂发腹痛欲吐半日就诊，予：厚朴40枳壳30生大黄15（后入）芒硝6（兑服）一剂，服后腹痛不减，真是咄咄怪事，细询方知药后腹痛暂安，立食油炸鸡蛋6枚，腹痛又发，又予芒硝20冲服，随访得泻而安。（按：服大承气汤禁勿进饮食） 2，窦女，12岁，酷暑食西瓜雪糕，腹胀痛呕吐2日，西医药无效，查体实乃阑尾炎手术后一年者，予：厚朴30枳实20生大黄10(后入）芒硝10（兑服）一剂，复诊，药后一小时即腹泻而腹痛呕吐即止。（按：芒硝用量一般在6克以上，大人剂量用更大，平素便秘者，量要大20~30之间，平素便溏者量在10~20之间。） 3，王妇，40岁，以脘腹绞痛呕吐3日，不大便排气，病发前食黄瓜即痛，其作过剖宫产，宫外孕切除，阑尾炎切除数种手术，西医药乏效，刻下脘腹喜温与轻按，拒重按。予：厚朴40