發(fā)布時間：2017-07-18 01:31

  本文關(guān)鍵詞：組合易調(diào)凝析式超音速脫水裝置的分離性能優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： 易調(diào) 超音速 導(dǎo)流葉片 數(shù)值模擬 實驗系統(tǒng)

【摘要】：天然氣凈化處理是生產(chǎn)LNG成品氣和集輸前必不可少的中間環(huán)節(jié),有效地除去天然氣中的水可降低水合物堵塞管線、酸性氣體溶于游離水腐蝕管路設(shè)備等現(xiàn)象的發(fā)生,同時天然氣品質(zhì)得到一定改善。超音速脫水裝置是一種新型氣液分離設(shè)備,等效地將透平膨脹機(jī)、分離器和增壓機(jī)功能結(jié)合在一起,具有低耗、安全高效和無污染等優(yōu)點,但國內(nèi)相關(guān)理論研究尚不完善,仍處于改進(jìn)優(yōu)化階段。本文研究了超音速脫水裝置的基本原理和設(shè)計方法,利用Solidworks分別對Laval噴管、旋流器和擴(kuò)壓管等關(guān)鍵部件進(jìn)行了三維設(shè)計。噴管的收縮段按五次曲線設(shè)計,喉管設(shè)計為平角加外圓過渡的形式,漸擴(kuò)段和擴(kuò)壓管設(shè)計為錐形,旋流器設(shè)計為螺旋擰裝式導(dǎo)流葉片,整套裝置的特點是法蘭組合、具有易拆卸調(diào)節(jié)不同幾何部件的功能。本文還對組合易調(diào)凝析式超音速脫水裝置的實驗系統(tǒng)進(jìn)行了研究,將實驗系統(tǒng)設(shè)計分化為增壓供氣系統(tǒng)、水霧化系統(tǒng)、低溫分離系統(tǒng)和參數(shù)測量系統(tǒng)四大部分;規(guī)劃了安裝調(diào)試的主要內(nèi)容和方法;根據(jù)各系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)特點,對實驗測量點和測量儀表進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)置;制定了較為詳細(xì)的實驗方案和實驗流程。本文根據(jù)超音速脫水裝置的型線結(jié)構(gòu)和流場特點,借助Gambit對所建物理模型進(jìn)行了分區(qū)域網(wǎng)格劃分,前期利用Fluent14.5對后置型超音速脫水裝置的基本模型進(jìn)行了模擬分析,基于基本模型所存在的問題,通過改變幾何參數(shù)和工況條件對超音速脫水裝置的分離性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。后期將導(dǎo)流葉片置于Laval噴管前端,通過對比法對前置型脫水裝置進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化研究。結(jié)果表明,后置型脫水裝置可以為液滴的凝結(jié)提供較低的溫度環(huán)境,并且具備一定的旋流分離能力。前置型脫水裝置在分離直管可保持較低的溫度環(huán)境,葉片激波損失較弱,但對液滴的離心強(qiáng)度小于后置型。
【關(guān)鍵詞】：易調(diào) 超音速 導(dǎo)流葉片 數(shù)值模擬 實驗系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE96
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 含濕天然氣脫水技術(shù)的發(fā)展8-11
• 1.2 超音速脫水技術(shù)的研究進(jìn)展11-17
• 1.3 超音速脫水法的基本原理17
• 1.4 超音速噴管內(nèi)的凝結(jié)理論17-19
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 組合易調(diào)型超音速脫水裝置的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計20-36
• 2.1 超音速Laval噴管內(nèi)部流場控制方程20
• 2.2 超音速Laval噴管縮擴(kuò)型面的理論基礎(chǔ)20-22
• 2.3 激波和膨脹波理論22-24
• 2.4 超音速脫水裝置Laval噴管的設(shè)計24-30
• 2.4.1 穩(wěn)流段的設(shè)計24-25
• 2.4.2 亞音速收縮段的設(shè)計25-28
• 2.4.3 喉管的設(shè)計28
• 2.4.4 超音速漸擴(kuò)管的設(shè)計28-30
• 2.5 螺旋擰裝式導(dǎo)流葉片和旋流直管的設(shè)計30-32
• 2.6 擴(kuò)壓管的設(shè)計32-33
• 2.7 超音速脫水裝置壁厚的確定和附件設(shè)計33-34
• 2.8 組合易調(diào)型超音速脫水裝置整體結(jié)構(gòu)的裝配設(shè)計34-35
• 2.9 本章小結(jié)35-36
• 第三章 后置型超音速脫水裝置內(nèi)部流場性能分析36-61
• 3.1 CFD及Fluent基礎(chǔ)36-38
• 3.1.1 關(guān)于CFD36-37
• 3.1.2 Fluent簡述37-38
• 3.2 物理模型的建立38
• 3.3 分區(qū)域畫網(wǎng)格38-39
• 3.4 計算模型和求解算法39-40
• 3.4.1 湍流模型的選擇39-40
• 3.4.2 求解算法的選擇40
• 3.5 離散格式的選擇40
• 3.6 邊界條件的設(shè)定40
• 3.7 后置型超音速脫水裝置的數(shù)值模擬分析40-59
• 3.7.1 無前錐體脫水裝置的模擬分析40-43
• 3.7.2 螺旋導(dǎo)流葉片前緣進(jìn)氣端的影響43-46
• 3.7.3 導(dǎo)流葉片數(shù)目的影響46-48
• 3.7.4 導(dǎo)流葉片螺距的優(yōu)化48-50
• 3.7.5 葉片數(shù)目對螺距為 200mm模型流場的影響50-52
• 3.7.6 漸擴(kuò)管半錐角的影響52-54
• 3.7.7 導(dǎo)流葉片安裝位置的影響54-56
• 3.7.8 Laval噴管收縮段長度的影響56-58
• 3.7.9 擴(kuò)壓管出口背壓的影響58-59
• 3.8 本章小結(jié)59-61
• 第四章 前置型超音速脫水裝置內(nèi)部流場性能分析61-69
• 4.1 物理模型的建立61
• 4.2 前置型超音速脫水裝置基本模型的模擬分析61-64
• 4.3 單個結(jié)構(gòu)參數(shù)對脫水裝置內(nèi)部流場特性的影響64-68
• 4.3.1 導(dǎo)流葉片螺距的影響64-66
• 4.3.2 導(dǎo)流葉片長度的影響66-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 濕空氣超音速脫水裝置的實驗系統(tǒng)研究69-76
• 5.1 實驗參數(shù)和性能指標(biāo)69-70
• 5.1.1 操作參數(shù)69
• 5.1.2 分離性能評價指標(biāo)69-70
• 5.2 實驗系統(tǒng)與安裝調(diào)試70-71
• 5.2.1 實驗系統(tǒng)70-71
• 5.2.2 安裝調(diào)試71
• 5.3 實驗參數(shù)的測量71-73
• 5.4 實驗方案73-74
• 5.5 本章小結(jié)74-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-81
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和專利81-82

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本文編號：555485