超音速分离管内天然气低温两相流动换热的数值模拟
发布时间：2020-12-31 08:08
针对国内天然气资源的分布情况,小型天然气液化装置有良好的应用前景和发展趋势,增加对液化天然气技术中气液相变过程的了解的同时,本论文也分析了影响液化效率的主要因素。本论文首先使用HYSYS模拟软件对等熵膨胀状态下超音速分离管中的天然气液化过程进行工艺流程设计,通过假设下的理想状态计算得出在180K、2000KPa入口条件下,天然气在超音速旋流分离器中的液相分布变化情况,并得出温度、压力、气相比、比焓和流速随着相对截面积的变化情况,在此计算结果基础上,又通过XY图形分析得出较低的入口温度和较高的入口压力等入口参数条件的改变可以提高天然气的液化效率。随后使用Fluent软件对天然气液化流程进行数值模拟,通过数值模拟计算方法的验证,模型建立,网格划分,参数设定等进行气液相变计算,不仅对入口参数对液化效率的影响情况进行了分析,而且得出膨胀后压力越低、喷管出口面积越大以及渐扩段出口直径越小等结构参数条件的改变也可以提高液化效率,并比较了HYSYS理论计算结果和Fluent模拟计算结果,得出数值模拟下的液化效率比理论计算结果低,其中两种计算结果的液化效率最大差距为26.8%,但总体两者液化效率都较低...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液化天然气产业链Fig.1.1Industrialchainofliquefiednaturalgas
/% ≤3.0 ≤3.0产业链中，只有合格的天然气才能进入液化液化处理能力，可以将液化流程分为：基本般用于大型液化天然气工厂，其处理量大，冷剂更容易生成，且可以循环使用，所以国剂液化流程。调峰型一般用于小型液化装置说，也可以解决边际气田和零散气田中天然节主要分析调峰型的制冷工艺并介绍超音速制冷冷的工作原理是，制冷物质在流程中吸热气质与需冷却物质进行热量交换，需冷却物质并且制冷物质的冷却温度越低，其效果越明
3 是高压的制冷剂液体，4 是常压下的制冷剂液体接膨胀制冷膨胀制冷相比蒸汽压缩式制冷来说，其不需要设立独立的制冷利用系统，其主要的制冷方式就是膨胀。在膨胀的情况下，气降低，当气体的温度和压力降低到物质冷却温度时，其就会冷凝冷工艺效率的主要影响因素是制冷装置的膨胀效率以及气体的胀制冷设备是节流阀。以下就节流阀的机理进行讨论，以便进制冷方法。.3 是节流制冷的原理示意图，从图中可以看出，节流工艺主要是动过程中，由于截面积的突然变小，流体的速度会突然增大，应的变低，当流体通过这段狭小的过道后，流体又会恢复压力恢复到之前的状态，但从图 1.3 中可以看出 2 断面的压力和温度温度小（P2<P1，T2<T1），那是因为在节流过程中，难免会造成包括压力能和热能的损失。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速膨胀天然气凝结流动特性[J]. 杨文,曹学文,徐晓婷,李开源,王迪. 石油学报(石油加工). 2016(01)
[2]低温脉动热管气液两相流数值模拟[J]. 唐恺,陈曦. 能源工程. 2015(04)
[3]天然气脱水方法综述[J]. 刘建勋,宁雯宇. 当代化工. 2015(07)
[4]天然气在经济社会及环境保护中的重要地位[J]. 高兴. 天津化工. 2015(04)
[5]天然气脱水技术现状[J]. 王倩. 上海化工. 2015(04)
[6]Laval喷管设计及在天然气液化中的应用研究[J]. 杨文,曹学文. 西安石油大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]旋流器后置型超音速分离管流场分析[J]. 刘兴伟,刘中良,武洪强. 北京工业大学学报. 2014(09)
[8]基于FLUENT的液氮相变传热的数值模拟[J]. 张朋,吴志林. 低温与超导. 2014(08)
[9]超音速脱水技术研究现状及发展趋势[J]. 武新伟,李俊. 能源与节能. 2014(04)
[10]天然气超音速分离器中凝结流动过程数值模拟的研究进展[J]. 刘丰,孙恒,李增材,丁贺. 低温与超导. 2013(10)
博士论文
[1]动载作用下管内气（汽）—水两相流动及其沸腾换热研究[D]. 姚秋萍.南京航空航天大学 2010
[2]旋转超音速凝结流动及应用技术研究[D]. 马庆芬.大连理工大学 2009
[3]基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D]. 陈晓春.西安建筑科技大学 2004
[4]油气超音速旋流分离技术研究[D]. 杨志毅.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]低温冷凝可视化实验装置设计与竖壁冷凝过程模拟研究[D]. 张家源.浙江大学 2015
[2]小型壳管式换热器两相传热特性研究及结构优化[D]. 平登科.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于GIS港口储运基地LNG泄漏监测系统构建[D]. 朱礼伟.大连海事大学 2013
[4]深冷翅片管气化器管内相变换热研究[D]. 韩宏茵.兰州理工大学 2012
[5]超声速旋转凝结流动规律研究[D]. 张静.中国石油大学 2011
[6]冷屏蔽系统相变制冷模拟研究[D]. 吴北民.兰州理工大学 2011
[7]喷管超音速分离技术在气体脱水中的应用研究[D]. 宋婧.北京化工大学 2010
[8]超音速喷嘴涡流管气体分离性能研究[D]. 胡施俊.大连理工大学 2009
[9]新型超音速气体净化分离装置设计研究[D]. 庞会中.北京工业大学 2009
[10]压缩天然气供气有效半径的研究[D]. 王文琪.西安建筑科技大学 2007
本文编号：2949281
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
液化天然气产业链Fig.1.1Industrialchainofliquefiednaturalgas
/% ≤3.0 ≤3.0产业链中，只有合格的天然气才能进入液化液化处理能力，可以将液化流程分为：基本般用于大型液化天然气工厂，其处理量大，冷剂更容易生成，且可以循环使用，所以国剂液化流程。调峰型一般用于小型液化装置说，也可以解决边际气田和零散气田中天然节主要分析调峰型的制冷工艺并介绍超音速制冷冷的工作原理是，制冷物质在流程中吸热气质与需冷却物质进行热量交换，需冷却物质并且制冷物质的冷却温度越低，其效果越明
3 是高压的制冷剂液体，4 是常压下的制冷剂液体接膨胀制冷膨胀制冷相比蒸汽压缩式制冷来说，其不需要设立独立的制冷利用系统，其主要的制冷方式就是膨胀。在膨胀的情况下，气降低，当气体的温度和压力降低到物质冷却温度时，其就会冷凝冷工艺效率的主要影响因素是制冷装置的膨胀效率以及气体的胀制冷设备是节流阀。以下就节流阀的机理进行讨论，以便进制冷方法。.3 是节流制冷的原理示意图，从图中可以看出，节流工艺主要是动过程中，由于截面积的突然变小，流体的速度会突然增大，应的变低，当流体通过这段狭小的过道后，流体又会恢复压力恢复到之前的状态，但从图 1.3 中可以看出 2 断面的压力和温度温度小（P2<P1，T2<T1），那是因为在节流过程中，难免会造成包括压力能和热能的损失。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速膨胀天然气凝结流动特性[J]. 杨文,曹学文,徐晓婷,李开源,王迪. 石油学报(石油加工). 2016(01)
[2]低温脉动热管气液两相流数值模拟[J]. 唐恺,陈曦. 能源工程. 2015(04)
[3]天然气脱水方法综述[J]. 刘建勋,宁雯宇. 当代化工. 2015(07)
[4]天然气在经济社会及环境保护中的重要地位[J]. 高兴. 天津化工. 2015(04)
[5]天然气脱水技术现状[J]. 王倩. 上海化工. 2015(04)
[6]Laval喷管设计及在天然气液化中的应用研究[J]. 杨文,曹学文. 西安石油大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]旋流器后置型超音速分离管流场分析[J]. 刘兴伟,刘中良,武洪强. 北京工业大学学报. 2014(09)
[8]基于FLUENT的液氮相变传热的数值模拟[J]. 张朋,吴志林. 低温与超导. 2014(08)
[9]超音速脱水技术研究现状及发展趋势[J]. 武新伟,李俊. 能源与节能. 2014(04)
[10]天然气超音速分离器中凝结流动过程数值模拟的研究进展[J]. 刘丰,孙恒,李增材,丁贺. 低温与超导. 2013(10)
博士论文
[1]动载作用下管内气（汽）—水两相流动及其沸腾换热研究[D]. 姚秋萍.南京航空航天大学 2010
[2]旋转超音速凝结流动及应用技术研究[D]. 马庆芬.大连理工大学 2009
[3]基于并行计算的大涡模拟方法及其工程应用基础研究[D]. 陈晓春.西安建筑科技大学 2004
[4]油气超音速旋流分离技术研究[D]. 杨志毅.西南石油学院 2004
硕士论文
[1]低温冷凝可视化实验装置设计与竖壁冷凝过程模拟研究[D]. 张家源.浙江大学 2015
[2]小型壳管式换热器两相传热特性研究及结构优化[D]. 平登科.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于GIS港口储运基地LNG泄漏监测系统构建[D]. 朱礼伟.大连海事大学 2013
[4]深冷翅片管气化器管内相变换热研究[D]. 韩宏茵.兰州理工大学 2012
[5]超声速旋转凝结流动规律研究[D]. 张静.中国石油大学 2011
[6]冷屏蔽系统相变制冷模拟研究[D]. 吴北民.兰州理工大学 2011
[7]喷管超音速分离技术在气体脱水中的应用研究[D]. 宋婧.北京化工大学 2010
[8]超音速喷嘴涡流管气体分离性能研究[D]. 胡施俊.大连理工大学 2009
[9]新型超音速气体净化分离装置设计研究[D]. 庞会中.北京工业大学 2009
[10]压缩天然气供气有效半径的研究[D]. 王文琪.西安建筑科技大学 2007
本文编号：2949281
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/2949281.html
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