Laval喷管设计及在天然气液化中的应用研究

【摘要】：提出通过超声速喷管使气体在高速流动条件下急剧膨胀而产生的低温效应液化天然气。结合双三次曲线法、BWRS真实气体状态方程、圆弧加直线方法及边界层黏性修正进行Laval喷管的设计,对喷管内甲烷气体的流动及液化过程进行研究,并分析入口温度、压力及背压对甲烷气液化过程的影响。研究结果表明:气体在喷管内流动达到超声速并导致低压低温,促使气体液化;入口温度的降低或入口压力的升高能促进气体液化,但过低温度(低于170 K)将使气体进入固相区,同样,提高压力时,由于比热比增大,当压力增大到2.5 MPa时也将使气体进入固相区,阻碍气体的液化;随着背压的升高,激波将进入喷管内,减弱或破坏气体的液化过程。利用超声速旋流分离器液化天然气时,应尽可能地回收压力能并保证激波不进入喷管和旋流分离段内。 【作者单位】： 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院;
【关键词】： 天然气液化 喷管 超声速 数值计算
【基金】：国家自然科学基金项目“基于流体高速膨胀特性的天然气液化机理研究”(编号:51274232);国家自然科学基金项目“基于超音速膨胀过程的天然气脱CO2过程机理研究”(编号:51406240)
【分类号】：TE646
【正文快照】： 液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)的体积只有气态天然气的1/625左右,因此,采用LNG的形式对天然气进行储存、运输及合理利用都具有十分明显的优越性,对于天然气远洋贸易,海上天然气、页岩气和煤层气的开发以及天然气调峰等都具有重要的应用价值。超声速旋流分离技术最早

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