N115碳纳米流体在太阳能蒸汽辅助重力泄油中的应用

摘要

蒸汽辅助重力泄油是一种高能耗的工艺,它通过燃烧天然气或煤炭产生大量蒸汽,从而会产生很大比例的温室气体.因此,太阳能似乎在以下方面是有利可图的:可以利用世界上日照水平很高的地区来减少化石燃料的消耗,同时将化石燃料的成本和排放水平降至最低.聚光太阳能(CSP)看起来是一种非常有前途的技术,但是有其自身的局限性,主要是因为需要大量的空间来安装太阳能收集器.水溶性碳N115是亚微米级的粒子,其尺寸小于光的波长.由于这个原因,它并不散射光线,而是吸收光能.当把它放入水中时,纳米颗粒被一层薄薄的蒸汽包裹.蒸汽在到达液-气界面后被释放,纳米粒子又回到溶液中重复参与汽化过程,并且它们与流体进行热交换,稍微升高了流体温度,从而导致了流体体积的沸腾,这是一种平行效应.本文提出了一种包含这种纳米粒子的模型,可将太阳能场足迹减少四分之一以上,从而降低成本和作业面积.本文还提出可以在全球需要产生蒸汽并最终将其注入以从焦油砂储层中开采石油的地方采用这种方法.