隨著天然氣產(chǎn)量和使用量的日益增長,一些傳統(tǒng)的天然氣脫出雜質(zhì)技術(shù)已經(jīng)無法滿足天然氣市場不斷發(fā)展的需要。天然氣是一種包含多種組分的物質(zhì),其所含的組分,例如水蒸氣、二氧化碳等物質(zhì)會對天然氣使用和安全輸送造成較大影響。在此背景下,采用超聲速噴管技術(shù)進(jìn)行天然氣脫除雜質(zhì)作業(yè)成為了相關(guān)學(xué)者研究的重點(diǎn),該技術(shù)利用超聲速天然氣膨脹降溫凝結(jié)以及旋流分離的特點(diǎn)為天然氣除雜提供了新的思路,而精確掌握超聲速天然氣膨脹降溫凝結(jié)規(guī)律是使用該項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵�；诖�,本文梳理了相關(guān)課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了超聲速天然氣凝結(jié)流動(dòng)參數(shù),確定了數(shù)值模擬研究中使用的氣體凝結(jié)成核模型、液滴生長模型和濕天然氣流動(dòng)模型,對研究中所需的超聲速噴管結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,編寫了UDF計(jì)算程序。在此基礎(chǔ)上采用甲烷—二氧化碳和甲烷—水蒸氣雙組分氣體作為超聲速濕天然氣的研究介質(zhì),進(jìn)行了兩組數(shù)值模擬研究,重點(diǎn)研究了氣體進(jìn)入噴管后溫度、壓力、成核速率、濕度和成核速率隨噴管距離X的變化規(guī)律,并且探究了不同溫度、不同壓力、氣體組分不同比例對液滴數(shù)目、濕度和成核速率的影響。得出結(jié)論如下:(1)氣體溫度在一段距離內(nèi)保持不變,隨著噴管X軸距離的...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 天然氣脫水方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 天然氣脫二氧化碳方法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 超聲速噴管內(nèi)氣體凝結(jié)規(guī)律研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 超聲速濕天然氣凝結(jié)流動(dòng)參數(shù)及數(shù)學(xué)模型
    2.1 氣體凝結(jié)流動(dòng)參數(shù)
        2.1.1 馬赫數(shù)
        2.1.2 過冷度與過飽和度
        2.1.3 氣體成核速率
        2.1.4 臨界半徑
    2.2 凝結(jié)成核模型
    2.3 液滴生長模型
    2.4 濕天然氣流動(dòng)模型
        2.4.1 濕天然氣流動(dòng)控制方程
        2.4.2 湍流運(yùn)動(dòng)方程
        2.4.3 SRK真實(shí)氣體方程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 超聲速噴管設(shè)計(jì)驗(yàn)證及數(shù)值計(jì)算方法
    3.1 超聲速噴管的設(shè)計(jì)
        3.1.1 關(guān)于穩(wěn)定段的設(shè)計(jì)
        3.1.2 關(guān)于收縮段的設(shè)計(jì)
        3.1.3 關(guān)于喉部的設(shè)計(jì)
        3.1.4 關(guān)于擴(kuò)張段的設(shè)計(jì)
        3.1.5 超聲速噴管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果
    3.2 超聲速噴管合理性驗(yàn)證
    3.3 數(shù)值計(jì)算方法的確定
        3.3.1 自定義函數(shù)UDF及自定義標(biāo)量UDS
        3.3.2 計(jì)算方法與邊界條件的確定
        3.3.3 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證
    3.4 使用軟件簡介
        3.4.1 ICEM CFD簡介
        3.4.2 Fluent15.0 簡介
        3.4.3 Origin簡介
    3.5 本章小結(jié)
第四章 超聲速濕天然氣凝結(jié)規(guī)律及影響因素研究
    4.1 甲烷—二氧化碳?xì)怏w超聲速凝結(jié)規(guī)律研究
        4.1.1 溫度分布規(guī)律
        4.1.2 壓力分布規(guī)律
        4.1.3 液滴數(shù)目分布規(guī)律
        4.1.4 濕度分布規(guī)律
        4.1.5 成核速率分布規(guī)律
    4.2 甲烷—二氧化碳?xì)怏w超聲速凝結(jié)影響因素研究
        4.2.1 入口壓力的影響
        4.2.2 入口溫度的影響
        4.2.3 組分比例的影響
    4.3 甲烷—水蒸氣氣體超聲速凝結(jié)規(guī)律研究
        4.3.1 溫度分布規(guī)律
        4.3.2 壓力分布規(guī)律
        4.3.3 液滴數(shù)目分布規(guī)律
        4.3.4 濕度分布規(guī)律
        4.3.5 成核速率分布規(guī)律
    4.4 甲烷—水蒸氣氣體超聲速凝結(jié)影響因素研究
        4.4.1 入口壓力的影響
        4.4.2 入口溫度的影響
        4.4.3 組分比例的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果



本文編號：3754762