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原文传递水合物生成分解可视化反应系统及记忆效应评价方法

专利名称：	水合物生成分解可视化反应系统及记忆效应评价方法
摘要：	本发明提出一种水合物生成分解可视化反应系统及记忆效应评价方法，所述可视化反应系统包括供给模块、主体模型、回压控制模块、控温模块、摄像监控模块和数据采集与控制模块，所述主体模型采用特殊的结构设计，通过可变容积的全可视反应釜的恒压模式，在不改变釜内气液组分的条件下，通过容积变化平衡温度变化对釜内压力的影响，并可通过丝杠精确控制全可视腔体的容积；在实验过程中，通过摄像头监控全可视化反应釜中的水合物成核时间，通过视频录得的成核时间，在恒温箱的温度变化曲线上找到水合物最终成核的温度，通过统计大量重复实验的结果，绘制水合物成核概率随成核过冷度的概率分布曲线以及其他相关曲线进行记忆效应的评价研究。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心
发明人：	李彦龙;吴能友;张丹丹;何楚翘;栾锡武;陈强;刘昌岭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-29T00:00:00+0800
申请号：	CN201910564897.3
公开号：	CN110389126A
代理机构：	青岛中天汇智知识产权代理有限公司
代理人：	王丹丹
分类号：	G01N21/84(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	266000 山东省青岛市即墨市鳌山卫镇问海路1号
主权项：	1.水合物生成分解可视化反应系统，其特征在于，包括供给模块、主体模型、回压控制模块、控温模块、摄像监控模块和数据采集与控制模块；所述供给模块、回压控制模块均与主体模型相连，供给模块用以提供水合物合成所需的气体组分以及液体组分；所述主体模型和摄像监控模块设置在控温模块内，主体模型为水合物生成场所，所述摄像监控模块包括摄像头及其数据处理系统，用以监控主体模型中的水合物反应情况；所述控温模块实现主体模型的线性控温，以控制水合物的合成分解；所述回压控制模块用以保护主体模型，避免压力超过安全值；所述数据采集与控制模块实现实验过程中压力采集和主体模型内压力的控制、并实现对恒温箱的温度控制；所述主体模型包括上部法兰、下部法兰和设置在上部法兰和下部法兰之间的全可视反应釜，上部法兰和下部法兰通过拉杆相连，并通过紧固螺栓禁锢拉紧；下部法兰的下端连接有一扶正筒，全可视反应釜内部还安装有上下移动的柱塞，且柱塞位于扶正筒内，柱塞下部连接有滚珠丝杠和滚珠丝杠底托，所述滚珠丝杠与设置在其外侧的丝杠螺母通过齿轮配合，丝杠螺母下端面安装有平面轴承，且平面轴承安装在滚珠丝杠底托的凹型槽内，丝杠螺母通过涡轮减速机与一伺服电机相连；通过伺服电机带动蜗轮减速机转动，涡轮减速机带动丝杠螺母旋转，丝杠螺母通过与滚珠丝杠之间的齿轮咬合推动滚珠丝杠上下运动，另外，在扶正筒侧面沿其长度方向开设有矩形限位槽，矩形限位槽内部安装有垂直于滚珠丝杠并与其相连的扶正导杆，扶正导杆在外力作用下沿矩形限位槽上下运动，并结合矩形限位槽限制滚珠丝杠的旋转运动。 2.根据权利要求1所述的水合物生成分解可视化反应系统，其特征在于：所述全可视反应釜整体通过轴承座安装在一翻转支架上，所述轴承座上设置有与扶正筒相连的转轴，且所述转轴与一翻转电机的输出轴相连，通过翻转电机实现全可视反应釜在竖直面内的±90°旋转。 3.根据权利要求1所述的水合物生成分解可视化反应系统，其特征在于：所述供给模块包括高压气瓶、气体增压泵、空压机和气体储罐，高压气瓶通过气体增压泵连接至主体模型的入口端，主体模型的入口端和出口端分别设置有入口压力计和出口压力计，气体储罐设置在连接管路上，且在气体储罐和主体模型之间还设置有气体减压阀和气体流量计，气体流量计的下游还设置有单向阀。 4.根据权利要求1所述的水合物生成分解可视化反应系统，其特征在于：所述全可视反应釜采用蓝宝石材质全可视设计，工作压力下所有相态均可视。 5.根据权利要求1-4任一项所述的水合物生成分解可视化反应系统的记忆效应评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、实验工况准备： (1)调整主体模型柱塞至最低位，使其内充满试验液体，然后将已经确定组份的气体注入主体模型，排出一定的水量并持续注气增压至设定压力值，注气过程中保持回压跟踪，防止模型损坏； (2)打开高压气瓶，并通过增压泵对气体进行增压，气体注入过程是分两步完成的：即在气体注入初期，以小速率进行气体组分注入，并用量筒从底部出口阀收集测量排出的液体体积，主体模型容积总体积减去此阶段注气排出的液体体积即得到模型中实际液体体积；在注气后期则以大速率继续进行注气，注气量根据注液量与实验所需的气液比计算得到；步骤2、水合物二次合成记忆效应实验： (1)恒压条件下进行线性降温直至水合物生成，具体包括：根据实验的需要设定对应压力，控制全可视反应釜内压力进入恒压模式；打开恒温箱进行降温，并根据实验需要设定降温速率，同时打开摄像头开始计时与录像，实时监控主体模型内的反应进程； (2)监控记录成核时间，并根据成核时间得到成核温度，具体包括：当监控到气液界面处出现水合物的生成现象时，停止降温，将恒温箱转为快速升温模式进行分解实验，目标分解温度根据实际实验方案进行设定；温度上升到目标值后，根据实验方案要求保持特定时间后，再次降温诱导水合物合成，并在再次开始降温的同时，重置摄像头重新开始计时与录像； (3)重复步骤(2)直至获取所需实验数据，进行数据处理研究，实现定量评价各因素对记忆效应的影响程度。 6.根据权利要求5所述的水合物生成分解可视化反应系统的记忆效应评价方法，其特征在于：所述步骤2还可以采用以下方式实现：即在恒温条件下进行线性增压直至水合物生成，并记录成核压力，降压分解时并保持一定的时间，进而基于实验数据绘制成核概率曲线，对记忆效应实现定量评价分析。 7.根据权利要求5或6所述的水合物生成分解可视化反应系统的记忆效应评价方法，其特征在于：所述步骤2之后还包括步骤3、抑制剂或促进剂因素对记忆效应的影响：将步骤1中的注入液体换替为特定浓度的水合物生成抑制剂或促进剂溶液，并通过改变抑制剂或促进剂溶液浓度展开实验研究，以探究抑制剂或促进剂的存在以及其浓度对记忆效应的影响，并基于实验数据对记忆效应的影响进行评价。
所属类别：	发明专利