【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的蒸蒸日上,環(huán)保無害的能源理念逐漸被公眾所認可,而天然氣作為一種環(huán)保能源,在我國的能源結構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作為一種新型的混合氣體分離技術,有著諸多傳統(tǒng)方法所無法企及的優(yōu)點。但目前國內超音速旋流分離管脫水技術應用較少,主要原因是其無法適應復雜多變的實際工況條件。為了能夠使這一狀況得到改善,本文參考國內外成熟的超音速分離管的結構設計,重新設計了旋流產(chǎn)生器,將其安裝位置放在了直管段的入口處,并對新型超音速旋流分離管的流場內部進行了三維模擬。本文的主要研究內容和結論如下： (1)對國內外各型式的超音速旋流分離管結構的相關研究情況進行了調查,分析各個型式的優(yōu)點和缺點。 (2)本文在設計超音速旋流分離管之初就確立了先冷凝再旋轉分離的思想,因此將旋流產(chǎn)生器安裝在Laval噴管之后,根據(jù)分析結果可以發(fā)現(xiàn),本文設計的旋轉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)分離管內部的旋轉膨脹現(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噴管漸擴段后面。 (4)建立了天然氣在噴管流動過程中液滴成核與成長的動力學模型,通過實例計算出Wilson點位于噴管喉部后22mm處,此時液滴臨界半徑0.3μm,在后面的流動過程中,液滴正態(tài)分布到達出口時直徑成長至1.0μm。 (5)本文所設計的新型超音速分離管在模擬中可以適應不斷變化的入口壓力條件,且當壓損比達到53.33%時,可以得到22℃的露點降。 (6)在分析截面流場時,發(fā)現(xiàn)在旋轉流動后會產(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)內的一個三次多項式，則有4個待定系數(shù)定4n個參數(shù)。根據(jù)>S(x)eC2[fl，6]，在節(jié)點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比圖不同的旋流產(chǎn)生器的高度//和長度1對超音速噴管內的氣體流動均有不同的影響。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，因此暫不對其進行討論，下文對超音速分離管進行整體設計時再作詳細討論。2.4超音速分離管結構模型根據(jù)北京工業(yè)大學劉恒偉1831博士研究所得到的幾何參數(shù)對管內流動特性的影響可知，Laval噴管的漸縮段長度對管內流動的影響較小，，漸擴段的長度肯定會對管內流體的流動特性產(chǎn)生影響，漸擴段的出口直徑對分離管內部的流動影響很大，增大漸擴段的出口直徑，會使得激波發(fā)生位置朝喉部移動，會導致分離段的速度降低，降低分離管的工作性能；分離段的長度對激波位置的影響不明顯；擴壓段的長度對分離管內的氣體流動影響不大；因此Laval噴管漸擴段的出口直徑和分離段的長度嚴重影響超音速分離器的工作性能。而旋流產(chǎn)生器的長度在不進超過擴伍段的一半，同時不得小于漸縮段的長
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE96

【參考文獻】

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本文編號：2628892