天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射特性分析

利用高速纹影法进行了天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射试验,分析了不同天然气喷射压力和环境压力对天然气喷射的3种轮廓线周长变化的影响.采用CFD软件进行了数值模拟,利用ENSIGHT软件对双燃料发动机同轴喷射进行了天然气体积分数和速度场分析.结果表明:随着天然气喷射压力的下降和环境背压升高,天然气射流的3种轮廓线周长均减小,且双燃料喷射比单燃料喷射的轮廓曲线波动剧烈;当天然气射流头部碰到柴油喷雾时,部分天然气会停在射流头部,影响整个射流的体积分数;天然气喷射压力越小,柴油对天然气射流的影响越大;从天然气射流头部到底部速度减小,在射流中部存在许多涡旋和涡量场,并且在柴油喷雾与天然气射流相互碰撞的区域出现了很小的湍流强度.     

纹影技术在侧后向喷流实验中的应用

在风洞实验中采用纹影照相和压力分布相结合的实验方法，确定了侧后向喷流复合增程技术中喷嘴一模型之间间隙的大小对表面压力的影响。通过二元尖劈模型Ma=2．0、喷流压力比P0j／P∞=0及P0j／P∞=88条件下进行了不同喷嘴周围缝隙时有无侧后向喷流的对比实验，获得了定量结果。在喷流口前后模型表面压力分布与喷流在弹体表面产生激波的纹影照片的比较，为侧后向喷流实验模型分立式布局设计提供了实验依据，也为侧后向喷流复合增程技术研究的实验装置设计打下了良好的基础。     

天然气发动机进气装置的改进

目前天然气发动机多采用节气门布置在混合器之后的布置方式,这种方式不能保证全部进入燃烧室燃烧,造成燃料不完全利用,且由于燃料喷出点距离燃烧室距离太远,易造成瞬态响应的迟缓和发动机的喘振。本文提出了一种发动机进气装置的设计,能有效解决这类问题。     

直喷汽油机喷嘴积碳对喷雾的影响

利用纹影法,在定容燃烧弹中对直喷汽油机喷油器进行喷雾特性试验,对比了未积碳喷油器、积碳喷油器和物理清洗过的积碳喷油器在不同喷射压力下的喷雾形态、喷雾锥角以及贯穿距离.结果表明:积碳后喷油器雾化质量较差,喷雾锥角和贯穿距离明显小于未积碳喷油器的喷雾锥角和贯穿距离,提高喷射压力后这种差距有所缩小;积碳喷油器单束油束贯穿距离差别较大,积碳后喷油器流量显著降低,且随喷油压力的增加,积碳喷油器流量的变化更为显著;扫描电子显微镜显示喷油器各喷孔积碳程度不一致,经X射线能谱分析检测后发现,机油中的某些成分以及摩擦产生的金属碎屑对积碳的形成起到促进作用.     

纵向直进气道电喷天然气发动机进气过程的数值模拟

提出了渐缩形直进气道发动机的进气过程的多维数值解析方法，探明了气缸内纵向滚流的存在，通过与实验结果对比，验证了该计算方法的可行性。在此基础上，考察了渐缩形直进气道应用于多点电喷(MPI)天然气发动时，天然气喷射后进气岐管内的天然气浓度场和压力场，以及随后天然气—空气混合气在气缸内的质量分布和速度分布。结果表明，若仅把MPI汽油机的喷油器用天然气喷射阀更换，大量的天然气喷到进气阀后反射，造成天然气发动机进气岐管内的燃料浓度场、压力场与MPI汽油机明显不同；并且进气阀被打开后，先期吸入气缸的天然气在纵向滚流的作用下被挤向进气阀底部下方，与后期吸入气缸的空气形成明显的分层充气构造。     

酸化油生物柴油喷雾特性试验

燃油的物理特性对喷雾过程有着重要的影响,本文利用高压共轨燃油喷射系统、定容弹（CVB）、纹影仪和高速摄像机,从贯穿距离和喷雾锥角等方面来探究酸化油生物柴油和普通柴油在高背压下喷雾特性的不同。研究结果表明：喷射背压为2 MPa 时,相同喷油压力下酸化油生物柴油的贯穿距离小于普通柴油;而在1 MPa背压时,其大于普通柴油。酸化油的喷雾锥角在两种背压下均小于普通柴油,而喷雾头部宽度大于普通柴油且相对较不规则。     

基于可视化系统的直喷天然气发动机喷射及燃烧特性研究

天然气作为一种最有前途的代用燃料在汽车发动机上的应用日益广泛。为提高天然气发动机的燃烧效率,采用缸内直喷技术;并通过位于喷嘴附近的火花塞点燃分层混合气,使天然气发动机在中低负荷下实现稀薄燃烧。对于直喷天然气发动机,研究喷雾贯穿距、喷雾锥角、循环波动和燃烧速度等喷射及燃烧特性具有重要意义。首先设计开发了用于观察天然气喷射及燃烧的可视化系统,拍摄不同实验条件下天然气喷射及燃烧过程。利用实验数据,分析了直喷天然气发动机的喷射及燃烧特性。     

空气喷射量对空气辅助喷射喷雾特性的影响

利用激光粒度仪分析了空气辅助喷射喷雾索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)的变化规律,并且分别在定容弹及光学发动机上开展了喷雾特性(喷雾锥角和贯穿距离)的试验研究,引入喷雾半锥角(α角和β角)的概念用以分析在有进气气流时空气喷射量对喷雾特性的影响.结果表明,增加空气喷射量可以改善燃油的雾化效果,特别是当喷雾燃空比γ小于0.8时,喷雾的SMD会有明显降低;在定容弹内空气喷射量的增大会使喷雾锥角减小,但对贯穿距离的影响不大;在光学发动机内由于进气气流的影响,空气喷射量的增加会使喷雾锥角增大,贯穿距离变小,同时喷雾锥角随时间的变化趋势也明显不同于定容弹内的试验结果.     

液化天然气冷量在空气分离装置的应用

本文介绍空气分离装置，对冷量的需求，详细叙述液化天然气（LNG）的发展前景，中国天然气的发展及冷量分析，利用LNG冷量的空分装置工艺流程设计简述。     

用气泡生成理论模拟闪急喷射的研究

用气泡生成理论对闪急喷射的气泡生长过程中进行了数值模拟，分析了燃油喷射压力对气泡生长过程的影响；用该理论与喷射过程的喷雾贯穿距离计算相结合，对闪急喷射的贯穿距离进行了数值计算，计算结果与实测结果的规律基本一致。     

复吹转炉氧枪喷吹石灰石颗粒的物理模拟

建立了氧枪喷吹石灰石粉的冷态模型,用水模拟钢水,用浸盐空心三氧化二铝模拟石灰石粉,用真空泵油模拟炉渣,研究了熔池的均混时间、粉剂分布和粉剂穿透比.考察了底气流量和枪位对均混时间的影响,同时在优化的工艺条件下,测定了熔池的粉剂穿透比和粉剂分布,确定了实验室条件下最佳操作工艺.结果表明,顶吹喷粉条件下氧枪枪位应略微下降,枪位为258mm,底气流量为20m3/h;粉剂穿透比随固气比和粉剂粒度的增加而增加,确定了实验条件下最佳粉剂粒度为0212~0380mm.     

天然气管道站场泄漏扩散三维动态研究

针对天然气管道站场中天然气的泄漏扩散对安全生产造成的问题,开展了天然气管道站场中天然气泄漏扩散规律研究.采用专业软件模拟的方法,使用FLACS进行模拟,设置边界条件进行求解,研究不同风速、不同风向及不同泄漏速率对天然气泄漏扩散的影响,并结合天然气行业相关标准对天然气管道站场内可燃性气体位置进行优化.研究结果表明,泄漏速...     

库车裂缝性砂岩气藏渗透率模型研究与应用

裂缝性气藏中孔隙介质包括压裂裂缝、天然裂缝及基质孔隙。考虑裂缝与基质间的物质交换,建立了考虑压裂裂缝的多重孔隙介质渗流数学模型,研制了裂缝性气藏压裂后生产动态模拟器。根据库车天然裂缝发育程度综合量化分类,天然裂缝发育程度是影响压裂后产能的重要因素之一;裂缝系统连通差、发育差的气藏,压裂后也难以获得理想的增产效果。统计分析了裂缝参数与渗透率的关系,裂缝密度与测试渗透率相关性好,给出了裂缝密度与渗透率的关系,建立了渗透率地质模型。结合裂缝性砂岩气藏压裂井生产动态模拟器,通过拟合试采压力校正渗透率,打破了关井测试计算地层渗透率的传统做法。通过实例计算表明,所建立的多重介质渗流数学模型和渗透率地质模型是合理的,试采压力拟合精度高,校正渗透率准确且误差较小,为油田开发提供了一种新思路。     

Mass balance calculation of the pyrolysates generated from marine crude oil： A prediction model of oil cracking gas resources based on solid bitumen in reservoir

Oil cracking gas plays an important role in the resources of natural gas in the basins with high and over mature marine source rocks in China. The prediction of the oil cracking gas resources becomes nec-essary and urgent in the gas exploration in these basins. A marine crude oil sample was pyrolyzed using sealed gold tubes system. The pyrolysates including gas,liquid and solid were quantitatively analyzed. Based on the pyrolysis data and kinetic calculation,the yield correlativity among gas,liquid and solid products was regressed with high correlative coefficients to establish a prediction model suitable for the resource estimation of oil cracking gas. The verification formula for this model was also established on the principle of mass conservation. The affecting factors and the application precondi-tions of this prediction model were discussed. This model would enlighten and provide some new ideas for the resource assessment of natural gas in the high and over mature marine carbonate source rock areas in China. It is expected to be valuable in gas exploration.     

凝析气管线输送稳瞬态模拟研究

凝析气输送属于两相流的范畴，埘其求解可采朋建立数学模型，然后用解析法求解，得到更为精确的结果。本文对凝析气长距离输送管道建立了稳态和瞬态模犁，分别用了四阶龙格-库塔法和隐式差分法进行求解，并给出了求解步骤。实例表明，求解方法得出的结果与实测值吻合得较好。     

孔隙网络模拟渗流速度对页岩气开采的影响

孔隙网络模型是预测多孔介质流动特性的有效手段。基于页岩气藏微观孔喉参数建立了随机孔隙网络模型，并模拟了气水两相流动，通过求解模型压力矩阵方程，绘制渗流图像；通过模拟不同速度下的渗流特征，分析了水侵现象、渗流速度对气水两相渗流路径的影响。结果表明，渗流速度与驱替压差呈正相关，在渗流速度大于临界流速v_c的驱替过程中，压降梯度对渗流路径起主要影响作用，不同的渗流速度会形成不同的渗流路径，渗流路径符合分形特征；而由于较高渗流速度（大于临界流速v_c）会破坏气/水界面稳定性，因此，高渗流速度更利于水侵而降低页岩气产量；若渗流速度小于临界流速v_c，气/水界面趋于稳定，促使页岩气大量产出。     

燃气热泵系统生命周期评价

采用生命周期评价的方法，分析了家用燃气热泵系统对人类健康、生态品质和资源消耗三大类环境方面的影响．结果表明：燃气热泵系统在资源消耗方面的影响评价指标为5．18kPt，是人类健康评价指标的5倍，是生态品质评价指标的50倍．天然气使用的影响评价指标为6．08kPt，因此降低燃气热泵系统在整个生命周期中对环境的冲击，应重点放在天然气使用环节．得到了燃气热泵系统生命周期评价中系统生产组装、天然气使用、废弃物回收处理3个环节对11项环境分类的影响比重．电力驱动与燃气驱动的热泵系统比较表明，电力消耗在人类健康、生态品质和资源消耗3个方面的影响均高于燃气消耗，电力消耗所产生的环境影响是燃气消耗的3倍．     

天然气水合物渗流特征及其描述

天然气水合物渗流是一个多相多组分非等温的物理化学渗流过程,这个过程包含了相变、能量变化以及储层介质的物理性质的变化。提出了天然气水合物藏孔隙度、渗透率、饱和度等参数的定义方式。应用渗流力学理论,结合水合物开采方式,对其渗流过程进行了描述,建立了天然气水合物藏开采的基本数学模型,并探讨了目前天然气水合物渗流研究存在的问题,为下一步天然气水合物藏的物理模拟和数值计算提供了理论基础。     

天然气储量的价值分级--模型设计与检验

目的 对天然气储量建立科学的价值分级和评估模型，从而科学地评价其储量资产的价值。方法采用综合评价方法，研究了天然气储量资源在勘探开发中，由于储量资源受地质条件、气田所处地理位置、交通运输条件和社会经济条件的不同影响，使各储量资源形成级差成本和级差收益。结果建立一种天然气储量的价值分级模型，并选取长庆气田和川西气田的26个区块作为样本对所建立模型进行检验。结论天然气储量的价值是以资源地质自然条件等级为主变量，同时受其所处自然地理条件和社会经济条件的影响。     

天然气水合物藏开采数值模拟技术研究进展

中国天然气水合物资源丰富,实现天然气水合物商业化开采,对于缓解中国能源短缺压力具有战略意义。数值模拟是指导天然气水合物藏安全有效开采的重要技术手段,通过对水合物藏产能预测与动态分析,可以实现对开采方法的优选、可采资源评价和开发方案优化。天然气水合物藏开采过程涉及水合物分解相变与气水在地层内渗流传热等多个物理化学过程之间的复杂耦合机理。重点介绍了水合物藏开采现状、水合物藏开采数学模型优化研究、天然气水合物开采数值模拟应用进展,分析了数值模拟研究的核心问题、取得的进展以及当前亟需解决的瓶颈问题,并指出水合物藏开采数值模拟发展趋势,对于开展天然气水合物数值模拟研究具有较好的指导意义。