Numerical Investigation of Temperature Distribution and Thermal Damage of Heterogeneous Coal Under Liquid Nitrogen Freezing

液氮 煤层气 材料科学 传热 热的 复合材料 阶段(地层学) 压力(语言学) 煤矿开采 岩土工程 石油工程 机械 地质学 热力学 废物管理 化学 哲学 有机化学 古生物学 工程类 物理 语言学
作者
Haiqing Lin,Botao Li,Shugang Li,Lei Qin,Zongyong Wei,Pei Wang,Rongwei Luo
出处
期刊:Social Science Research Network [Social Science Electronic Publishing]
标识
DOI:10.2139/ssrn.4162400
摘要

As a new water-free fracturing fluid, liquid nitrogen (LN2) has been widely studied and applied in coalbed methane (CBM) production. The heterogeneity of the reservoir has a significant effect on the mechanical strength, heat transfer, and damage of coal. Herein, a thermal-mechanical-damage (TMD) model was proposed based on the damage mechanics and micro-element theories. The numerical results indicated that the surface temperature of the coal sample dropped rapidly when the coal sample was first contacted with LN2 . The low-temperature and high thermal stress regions were generated on the surface of the specimen. As the LN2 freezing time increased, the low-temperature and high thermal stress regions gradually expanded into the specimen's interior. The temperature and stress changes in coal samples showed three evident stages: stage I (the first 200 s) was a rapid cooling stage, stage II (200-4000 s) was a slow cooling stage, and stage III (after 4000s) was a stable temperature stage. As the initial temperature of coal sample was higher, the instant thermal stress of the coal sample was greater, the damage was more serious, and the mechanical performance reduction was more severe. The findings would provide a theoretical foundation for the LN2 fracturing in CBM extraction.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
剑酒发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
什么李发布了新的文献求助10
1秒前
Yan完成签到,获得积分10
2秒前
浩浩浩完成签到 ,获得积分10
4秒前
peng完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
6秒前
6秒前
7秒前
luyong完成签到,获得积分10
8秒前
李慧敏完成签到,获得积分10
9秒前
我是老大应助科研废物采纳,获得10
9秒前
田様应助lps123456采纳,获得10
9秒前
turbo完成签到,获得积分10
10秒前
SciGPT应助机智幼丝采纳,获得10
11秒前
鲁班7号完成签到,获得积分10
12秒前
搜集达人应助姚琛采纳,获得10
13秒前
gxh发布了新的文献求助10
13秒前
QWSS发布了新的文献求助10
14秒前
什么李完成签到,获得积分10
14秒前
路德维希关注了科研通微信公众号
14秒前
15秒前
眼睛大鸭子完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
36456657发布了新的文献求助10
16秒前
qy发布了新的文献求助10
16秒前
chacha完成签到,获得积分10
18秒前
Singularity举报天真芷云求助涉嫌违规
18秒前
墨墨应助欢喜念双采纳,获得10
20秒前
21秒前
xl1990完成签到,获得积分10
21秒前
小夏饭桶完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
Singularity应助wjwless采纳,获得10
24秒前
救救孩子我想要论文完成签到,获得积分10
25秒前
迅速山雁完成签到,获得积分10
25秒前
iyy发布了新的文献求助10
25秒前
Singularity举报天真芷云求助涉嫌违规
26秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
こんなに痛いのにどうして「なんでもない」と医者にいわれてしまうのでしょうか 510
The First Nuclear Era: The Life and Times of a Technological Fixer 500
ALUMINUM STANDARDS AND DATA 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3668137
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3226524
关于积分的说明 9770068
捐赠科研通 2936494
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1608601
邀请新用户注册赠送积分活动 759732
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 735474