特种低温容器径向支撑结构热力耦合模拟分析

对于采用环氧玻璃钢管和不锈钢管组合结构作为特种低温容器径向支撑,为了验证其低温应用安全性,根据热弹性耦合理论,利用有限元软件ANSYS对该支撑结构进行了静态载荷下的热力耦合分析,在此基础上进一步完成垂向10g冲击载荷下环氧玻璃钢管结构应力分析.仿真结果表明:径向常一低温大温差以及静载作用下,径向支撑结构不会出现大漏热、大应力分布情形;环氧玻璃钢管非常适合作为低温容器中承受垂向压缩载荷作用的结构隔热支撑件,即使在强冲击栽荷作用下仍可以保障隔热支撑效果.     

液氮垂直流动沸腾的双流体模型分析

采用双流体模型计算了液氮在垂直管内的上升流动沸腾过程,考察了壁面热通量和液体流量对流动及传热传质特征的影响.结果表明:垂直上升流动沸腾中重力压降占主导地位;根据截面液体温差的变化可判断沸腾模式的转变;壁面热通量与液相流量的相对大小决定了沸腾过程中的传热传质特征.     

液氮通过受热U型管传热特性的数值模拟

对单相液氮通过受热竖直U型管的传热特性进行了三维数值模拟.采用结构化网格，并对近壁面处网格加密,对网格无关性和模型有效性进行了验证.将入口速度、出口压力和均匀壁面热流密度作为边界条件及利用标准的k-ε紊流模型和CFX 4.4求解器求解.模拟结果发现：在U型弯头上游直管中，流体温度形成中心低四周高的分布形式；在U型弯头内，流体被二次流重构，温度较低的流体流向管外侧，温度高的流体则流向管内侧；在U型弯头下游直管中，中心低四周高的温度分布逐渐得到恢复.通过分析，曲率比对下游努赛尔数影响明显，其影响区域可用下游努赛尔数达到极小值来衡量；存在一曲率比，使下、上游努赛尔数百分比达到极小值.最后，将模拟得到的平均努赛尔数与不同的经验关联式作了比较.     

无排放加注影响因素的试验研究

通过搭建低温液体无排放加注试验台，定量控制进液温度、进液流量、初始壁面温度、加注结构和加注高度5个影响因素，并分析了其对加注特性参数（压力、最终充满率和加注时间）的影响规律.结果表明：进液温度、初始壁面温度对接收容器内压力产生正面影响；进液流量影响加注时间，而加注高度和加注结构对无排放加注产生综合影响.     

流程参数对丙烷预冷混合制冷剂循环损失的影响

在丙烷预冷的混合制冷剂循环液化流程热力分析的基础上,对流程进行分析,并分析了流程中天然气压力、丙烷预冷后天然气的温度、制冷剂进入压缩机时的温度和压力及制冷剂压缩机排气压力对流程各设备损失的影响.分析表明,压缩机的损失占整个流程损失的一半.提高天然气的压力、混合制冷剂压缩机进气温度、混合制冷剂压缩机进排气压力,降低预冷后天然气温度,均可降低整个流程的损失.     

表面型低温过滤器的滤饼特性实验研究

通过搭建的低温不锈钢丝网过滤器过滤特性实验台,采用液氮为待净化的液体,二氧化碳为杂质成分.进行了过滤器表面的滤饼特性测试,实验测试了不同的工况下,恒速过滤和恒压过滤时的液氮流量和过滤器前后压降.根据过滤理论,分析了恒速和恒压过滤的特点,并根据达西定律推导出压降公式和t/V-V曲线,分别计算恒速和恒压过滤阶段的滤饼比阻和过滤介质阻力.结果表明,不锈钢丝网过滤器能有效净化液氮中的二氧化碳颗粒,且所得的滤饼可视为不可压缩的,滤饼比阻和过滤介质阻力在各个阶段均可视为定值,其计算值弥补了低温下滤饼特性数据的不足.     

Modeling and Simulation of Skid-mounted LNG Plants Using HYSYS Software

This study presents three kinds of skid-mounted plants, including single mixed refrigerant cycle （MRC）, nitrogen expander cycle, and natural gas （NG） Claude cycle. Hysys simulation shows that single MRC is the most efficient cycle among the three. The specific power of single MRC liquefiers is 1 485 k.l/kg, 15% higher than that of large liquefaction process. Considering the recovery of stranded-gas, commercial analysis suggests that the initial cost of LNG plants ranging from 1 to 100 ms/day can be paid back in 2 to 4 years.     

几种获取1.8 K超流氦方案的对比分析

针对如何获得1．8K的超流氦提出了直接节流、预冷与节流相结合、抽真空以及抽真空与节流过程相结合的4种方案，同时针对各个方案给出了过程进行的温-熵图、流程简图以及实现过程的主要设备，借助于各个方案进行过程的温-熵图，对这4种方案进行了详细的对比分析和计算，确定了各个方案最终可以获得的超流氦液体率．抽真空及抽真空与节流过程相结合的方案最终获得的超流氦液体率分别约为100％、90．3％，但这两种方案所需要的设备比较复杂，成本较高，直接节流方案和节流与预冷相结合的方案要求的设备相对比较简单，但直接节流方案没有利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量，而节流与预冷相结合的方案利用低温饱和超流氦蒸汽的冷量进行预冷，使其最终的超流氦液体率与直接节流方案相比提高了近12％。     

流程参数对丙烷预冷混合制冷剂循环Yong损失的影响

在丙烷预冷的混合制冷剂循环液化流程热力分析的基础上，对流程进行Yong分析，并分析了流程中天然气压力、丙烷预冷后天然气的温度、制冷剂进入压缩机时的温度和压力及制冷剂压缩机排气压力对流程各设备Yong损失的影响．分析表明，压缩机的Yong损失占整个流程Yong损失的一半．提高天然气的压力、混合制冷剂压缩机进气温度、混合制冷剂压缩机进排气压力，降低预冷后天然气温度，均可降低整个流程的Yong损失．     

基于群体平衡原理的双流体模型在液氮流动沸腾数值计算中的应用

将双流体模型与群体平衡原理耦合为一套新的双流体模型,并建立适当的封闭方程及边界条件,该模型以传统双流体为基础,纳入了群体平衡原理及MUSIG模型,并考虑了碰撞、聚合、相变等因素对汽泡直径及数量密度的影响.通过结合适当的封闭方程及边界条件,该模型能够在更广的范围内对两相流参数的多维分布和变化进行有效预测,为液氮流动沸腾的数值模拟提供了必要的理论基础.