甲烷-乙烷超聲速流動液化過程的數(shù)值模擬

【摘要】：為了推廣超聲速旋流分離技術(shù)在天然氣液化領(lǐng)域的應(yīng)用,對甲烷-乙烷雙組分在Laval噴管中超聲速流動液化過程進(jìn)行了理論研究與數(shù)值模擬。運(yùn)用流體力學(xué)計算軟件Fluent,結(jié)合流動控制方程,分析了入口溫度、入口壓力、背壓及組分對雙組分液化過程的影響。研究結(jié)果表明:適當(dāng)降低入口溫度或提高入口壓力,將使甲烷-乙烷雙組分臨界液化溫度和壓力降低,且停留在氣液兩相區(qū)和液相區(qū)的范圍增大,促進(jìn)雙組分的液化;當(dāng)溫度升高至330 K時,雙組分處于液化的臨界狀態(tài);背壓升高至20%將會導(dǎo)致噴管內(nèi)產(chǎn)生激波,激波的出現(xiàn)使得噴管內(nèi)的溫度、壓力突變,破壞了穩(wěn)定的液化環(huán)境,不利于液化過程的順利進(jìn)行;甲烷含量越高,發(fā)生液化時所需溫度和壓力越低,液化區(qū)域范圍越小,越難發(fā)生液化。 【作者單位】： 中國石油大學(xué)(華東)儲運(yùn)與建筑工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 天然氣 甲烷-乙烷雙組分 超聲速 旋流分離器 Laval噴管 液化
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目“基于流體高速膨脹特性的天然氣液化機(jī)理研究”,51274232;國家自然科學(xué)基金項目資助“基于超音速膨脹過程的天然氣脫CO2過程機(jī)理研究”,51406240
【分類號】：TE646
【正文快照】： 天然氣超聲速旋流分離技術(shù)是一項結(jié)合了氣體動力學(xué)、工程熱力學(xué)等多種學(xué)科,將濕蒸氣的降溫過程、旋流分離過程及壓力恢復(fù)過程集中在一個容器內(nèi)的技術(shù),其核心是通過低溫、低壓環(huán)境使可凝結(jié)的水和重?zé)N發(fā)生凝結(jié),利用超聲速旋流場進(jìn)行氣液分離。超聲速旋流分離技術(shù)在天然氣液化領(lǐng)

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