【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)的蒸蒸日上,環(huán)保無害的能源理念逐漸被公眾所認(rèn)可,而天然氣作為一種環(huán)保能源,在我國的能源結(jié)構(gòu)上正扮演著越來越重要的角色。超音速旋流分離管脫水技術(shù)作為一種新型的混合氣體分離技術(shù),有著諸多傳統(tǒng)方法所無法企及的優(yōu)點(diǎn)。但目前國內(nèi)超音速旋流分離管脫水技術(shù)應(yīng)用較少,主要原因是其無法適應(yīng)復(fù)雜多變的實(shí)際工況條件。為了能夠使這一狀況得到改善,本文參考國內(nèi)外成熟的超音速分離管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),重新設(shè)計(jì)了旋流產(chǎn)生器,將其安裝位置放在了直管段的入口處,并對(duì)新型超音速旋流分離管的流場內(nèi)部進(jìn)行了三維模擬。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)對(duì)國內(nèi)外各型式的超音速旋流分離管結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究情況進(jìn)行了調(diào)查,分析各個(gè)型式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 (2)本文在設(shè)計(jì)超音速旋流分離管之初就確立了先冷凝再旋轉(zhuǎn)分離的思想,因此將旋流產(chǎn)生器安裝在Laval噴管之后,根據(jù)分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),本文設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)后置型超音速旋流分離管有良好的分離性能。 (3)本文采用的數(shù)值模型可以很好的表現(xiàn)分離管內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)膨脹現(xiàn)象,將旋流產(chǎn)生器安裝在直管段入口處,分離管具有更佳的分離性能,旋轉(zhuǎn)后置型的超音速分離管的激波位置可以控制在Laval噴管漸擴(kuò)段后面。 (4)建立了天然氣在噴管流動(dòng)過程中液滴成核與成長的動(dòng)力學(xué)模型,通過實(shí)例計(jì)算出Wilson點(diǎn)位于噴管喉部后22mm處,此時(shí)液滴臨界半徑0.3μm,在后面的流動(dòng)過程中,液滴正態(tài)分布到達(dá)出口時(shí)直徑成長至1.0μm。 (5)本文所設(shè)計(jì)的新型超音速分離管在模擬中可以適應(yīng)不斷變化的入口壓力條件,且當(dāng)壓損比達(dá)到53.33%時(shí),可以得到22℃的露點(diǎn)降。 (6)在分析截面流場時(shí),發(fā)現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)流動(dòng)后會(huì)產(chǎn)生二次蒸發(fā)現(xiàn)象。
【圖文】：

圖2-4圓柱螺旋面面方程的建立條函數(shù)18”曲線，則根據(jù)其定義可知，要求出?S(x)，必須2，…，n-1)內(nèi)的一個(gè)三次多項(xiàng)式，則有4個(gè)待定系數(shù)定4n個(gè)參數(shù)。根據(jù)>S(x)eC2[fl，6]，在節(jié)點(diǎn)Xj (i=0,性條件，即：S (Xj — 0) = iS" (Xj + 0)“5'(Xi-0) = 5 (Xi+0)S"(Xi-0) = 5'"(Xi+0)3個(gè)條件，再加上《500滿足插值條件S(Xi:) = yi (i=0，1條件。想要確定唯一S(jc)，還得附加兩個(gè)條件。按照給出約束條件，稱為邊界條件。

g) SGSD-B-43。 h) SGSD-B-46。圖2-5旋流產(chǎn)生器前端切向速度對(duì)比圖不同的旋流產(chǎn)生器的高度//和長度1對(duì)超音速噴管內(nèi)的氣體流動(dòng)均有不同的影響。由于旋流產(chǎn)生器的高度和長度與超音速分離管的尺寸息息相關(guān)，因此暫不對(duì)其進(jìn)行討論，下文對(duì)超音速分離管進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)再作詳細(xì)討論。2.4超音速分離管結(jié)構(gòu)模型根據(jù)北京工業(yè)大學(xué)劉恒偉1831博士研究所得到的幾何參數(shù)對(duì)管內(nèi)流動(dòng)特性的影響可知，Laval噴管的漸縮段長度對(duì)管內(nèi)流動(dòng)的影響較小，，漸擴(kuò)段的長度肯定會(huì)對(duì)管內(nèi)流體的流動(dòng)特性產(chǎn)生影響，漸擴(kuò)段的出口直徑對(duì)分離管內(nèi)部的流動(dòng)影響很大，增大漸擴(kuò)段的出口直徑，會(huì)使得激波發(fā)生位置朝喉部移動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致分離段的速度降低，降低分離管的工作性能；分離段的長度對(duì)激波位置的影響不明顯；擴(kuò)壓段的長度對(duì)分離管內(nèi)的氣體流動(dòng)影響不大；因此Laval噴管漸擴(kuò)段的出口直徑和分離段的長度嚴(yán)重影響超音速分離器的工作性能。而旋流產(chǎn)生器的長度在不進(jìn)超過擴(kuò)伍段的一半，同時(shí)不得小于漸縮段的長
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE96

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2628892