世界范圍內的能源結構調整使天然氣等清潔能源的需求大幅上升,液化后的天然氣具有體積小、便于運輸?shù)葍?yōu)點。板翅式換熱器作為天然氣液化冷箱內的核心裝置,流道間的物流分配不均是其應用中影響系統(tǒng)效率和生產安全的重要問題。進入板翅式換熱器的兩相流體的氣液均勻性直接影響換熱器封頭對介質的再分配,進而影響換熱器流道間的流量分配。本文通過數(shù)值模擬的方法對換熱器配管T型三通管內的甲烷氣液兩相（溫度為135K,壓力為0.49MPa）進行研究,分析霧狀兩相流在直角T型三通側支管內的氣液流動特性及相分布規(guī)律。研究了氣液入口速度及液相的液滴粒徑對側支管內相分布的影響;針對直角T型管內氣液兩相的流動特性,提出彎管T型三通的結構優(yōu)化方案,并對比不同彎曲半徑對側支管內相分布的優(yōu)化效果;通過改變分流比,模擬比較三個換熱器并聯(lián)情況下,不同分流比時側支管內的氣液分布規(guī)律。主要獲得以下結論:兩相流在流經直角T型三通時,在分流時會發(fā)生氣液速度滑移,主要表現(xiàn)在x方向液相速度大于氣相速度和y方向上氣相速度大于液相速度兩方面,致使液相大多集中在側支管右側,造成氣液分布不均。側支管左側由于流體慣性形成漩渦,漩渦旋轉加劇氣液分離,增大側支管... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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圖１．５三個板翅式換熱器并聯(lián)示意圖??由于天然氣各組分沸點不同，冷箱配管及換熱器內流體為兩相流體。板翅式??換熱器流道數(shù)目巨大，物流分配不均是運行過程中的關鍵問題［２］。物流分配不均??分為多臺并聯(lián)換熱器間的總流分配不均和單個換熱器內流道間的物流分配不均。??且兩相流相比與單相流，流動過程復雜，影響因素多，更容易產生分配不均問題。??引起換熱器堵塞、蒸干等問題，甚至導致設備損壞危及運行安全。??２??

圖１．５三個板翅式換熱器并聯(lián)示意圖??由于天然氣各組分沸點不同，冷箱配管及換熱器內流體為兩相流體。板翅式??換熱器流道數(shù)目巨大，物流分配不均是運行過程中的關鍵問題［２］。物流分配不均??分為多臺并聯(lián)換熱器間的總流分配不均和單個換熱器內流道間的物流分配不均。??且兩相流相比與單相流，流動過程復雜，影響因素多，更容易產生分配不均問題。??引起換熱器堵塞、蒸干等問題，甚至導致設備損壞危及運行安全。??２??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]帶隔板并聯(lián)管組流量分配特性的數(shù)值模擬[J]. 段飛,陳良才.  管道技術與設備. 2016(04)
[2]T型集輸管路油水兩相流數(shù)值模擬[J]. 于爽,阿斯?jié)h,孫策,王衛(wèi)強,劉欣.  石油化工高等學校學報. 2015(04)
[3]T型管內泡狀流相分離特性研究[J]. 王來順,劉麗芳,田文喜,孟兆明,楊燕華,蘇光輝,王成龍.  核動力工程. 2014(02)
[4]應用改型三通實現(xiàn)氣液兩相流的等干度分配[J]. 田敬,吳明,王帥,張炳東,王棟.  化工學報. 2014(03)
[5]水平T型管中油水兩相流流動數(shù)值模擬研究[J]. 范開峰,王衛(wèi)強,阿斯汗,石海濤,程濤.  石油化工高等學校學報. 2013(05)
[6]冷箱U型和Z型集管流體分布特性數(shù)值模擬[J]. 張淑文,王偉平,楊健,鄭津洋,詹學華.  低溫工程. 2012(06)
[7]板翅式換熱器兩相流分配器[J]. 袁培,姜國寶,張菲妮,何雅玲,譚民邦,陶文銓.  化工學報. 2011(S1)
[8]氣液兩相流在微小T型三通中的相分配特性[J]. 何奎,汪雙鳳,黃間珍.  化工學報. 2011(S1)
[9]空分設備冷箱設計及結構分析計算[J]. 李燕鵬,周麗.  冶金動力. 2011(01)
[10]氣液兩相流在T形管處相分離的研究[J]. 齊鵬程,楊利民,沈衛(wèi)紅,錢益斌.  常州大學學報(自然科學版). 2010(02)

博士論文
[1]板翅式換熱器物流分配特性及換熱的研究[D]. 張哲.西安交通大學 2004
[2]管道氣液兩相流動技術研究[D]. 韓煒.西南石油學院 2004

碩士論文
[1]T型管內霧狀兩相流相分離及壓降特性數(shù)值研究[D]. 徐夢娜.山東大學 2017
[2]天然氣液化換熱器網絡流量分配特性仿真[D]. 李翔宇.山東大學 2017
[3]濕天然氣管道低含液率氣液兩相流壓降特性研究[D]. 趙振.西安石油大學 2015
[4]天然氣液化冷箱并聯(lián)配管的流體均布優(yōu)化研究[D]. 宋欽欽.山東大學 2015
[5]微小三通管支管傾角對相分配影響的數(shù)值研究[D]. 楊美.東北電力大學 2014
[6]水平管內氣液兩相流流型數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 趙鐸.中國石油大學 2007
[7]旁路局部損失對管網水力計算影響的研究[D]. 景江紅.重慶大學 2005



本文編號：3596942