影响天然气液化的工艺参数分析

分析天然气的液化率与LNG的储存温度和压力、天然气节流前温度、天然气压力以及高低压制冷剂压力、温度等参数的关系,归纳出影响液化率的关键因素。研究得出降低储存温度和增加储存压力都可以提高天然气的液化率。混合制冷剂中甲烷含量对液化流程性能的影响：随着甲烷含量的增加,混合制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水带走热量和丙烷预冷量均增加。     

制冷剂参数对混合制冷剂循环液化天然气流程性能的影响

分析了高、低压、混合制冷剂的入口压力、温度、组分的摩尔分率对流程制冷剂流量、压缩机功耗、冷却水的冷却量及丙烷预冷量的影响,利用所编制的计算机软件计算了这些参数对流程性能的影响,计算结果表明,制冷剂流量受高压制冷剂的压力和温度以及混合制冷剂中甲烷的摩尔分率影响较大;压缩机功耗受高压制冷剂的温度、低压制冷剂的压力及混合制冷剂中甲烷的摩尔分率影响较大;冷却水的消耗量受低压制冷剂的压力及混合制冷剂中甲烷的     

丙烷预冷混合制冷剂液化流程中原料气与制冷剂匹配研究

针对高、中、低3种压力和2种成分组合而成的6种原料天然气,利用Aspen HYSYS流程模拟软件对丙烷预冷混合制冷剂液化流程(PPMR)进行了模拟研究,考虑了混合制冷剂高低压变化、混合制冷剂组分改变,从中获得了制冷剂组分与原料天然气Cp-T热力性质以及混合制冷剂高低压之间的相互关系.混合制冷剂组分的选择依赖于原料天然气Cp-T热力性质,而混合制冷剂高低压会影响制冷剂组分和流量.6种原料天然气在不同混合制冷剂高低压下的PPMR流程比功耗的比较结果表明:原料天然气的Cp-T性质是决定整个PPMR流程的功耗高低的关键因素,而混合制冷剂组分和高低压对系统功耗影响较弱.对于某一固定原料气,混合制冷剂的组分和高低压应当根据原料天然气进行合理选取以避免不必要的能耗增加.     

冷凝器风机变频对制冷系统制冷剂流量的影响

为了给制冷剂流量优化控制策略的制定提供方向,以直接膨胀式冷库制冷系统为对象,研究了4种库温工况下风冷冷凝器风机变频对制冷剂流量的影响。结果表明:相同库温下,制冷剂质量流量随冷凝器风机频率的升高而增大,且库温越高,流量变化率越大;对于相同的冷凝器风机频率,制冷剂质量流量随库温的降低而减小。应用SPSS软件,建立了质量流量与蒸发压力、蒸发器出口过热度和压缩比的多元线性回归方程。通过比较标准化回归系数值发现:蒸发压力对质量流量影响最大,蒸发器出口过热度影响次之,压缩比影响最小。     

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．     

低温液空储能系统液化流程模拟及其■分析

为了探索液化过程参数设计方法,利用Aspen Plus软件开展低温液空储能系统液化过程热力学特性的仿真研究,建立液化过程的模拟流程,并采用■分析方法研究了液化压力、节流入口温度、膨胀机入口温度对液化过程的影响规律,结合p-h图分析参数变化对膨胀过程工作特性的影响,获得液化过程各部件■损失随工作参数的变化情况。研究发现:液化压力的变化对节流阀及膨胀机■损失的影响较小,但较低的液化压力将导致液化过程冷箱热负荷降低,使得冷箱■损失降低;同时,较低的液化压力可有效减少膨胀机出口带液量,进一步提升液化过程的安全可靠性。当节流入口温度和膨胀机入口温度降低时,液化过程流量及出口总气相分量变小、冷箱换热量降低,使得节流阀和冷箱的■损失不断降低。液化过程的总■损失随着液化压力、节流入口温度、膨胀机入口温度的不断降低,其最大降幅分别为13.17%,51.02%和19.95%。结果表明:液化流程的参数优化设计可以有效降低系统能量损失、提升系统性能,有利于空分、天然气液化等低温系统及其设备的高效安全运行。     

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.     

自复叠制冷循环双温冰箱设计的理论研究

为了给冰箱提供不同的闻室温度来满足储存要求,将采用非共沸混合制冷剂的自复叠制冷循环应用于双温冰箱系统,研究了两间室蒸发器出口温度、冷凝器出口温度、冷藏室与冷冻室制冷量比例及冷凝蒸发器高压侧出口过冷度的变化对冰箱系统优化设计的影响.结果表明:系统性能系数随着冷藏室和冷冻室蒸发器出口温度的降低、冷凝器出口温度的升高而减小;提高两间室制冷量的比例可增大性能系数,但压缩机耗功和压力比也同时增大;增大冷凝蒸发器高压端出口侧制冷剂的过冷度可以减小压缩机耗功,提高系统性能系数.研究结果对于自复叠双温冰箱的实际推广提供了参考.     

CO_2微通道气体冷却器压降与传热特性研究

在微通道平行流式气冷器内进行了CO2的压降和换热特性实验研究,探讨了跨临界CO2循环换热过程中制冷剂质量流量、系统压力对气冷器换热性能、进出口压降的影响.实验结果表明:在接近临界温度时,CO2物理性能受压力和温度的影响较大,换热系数是远离临界区的7～9倍;随着CO2质量流量的提高,微通道管内流体Re相应提高,而较高的Re又使得湍流扩散率、管内温度梯度增大,同时在制冷剂入口附近的微通道换热器高温区域面积增大,表明当系统压力相同时,制冷剂入口温度随CO2质量流量的增加而增大.在一定的质量流量或压力下,存在着一个最佳的压力或质量流量,使得气冷器进出口压降达到最小.随着Re增加,气冷器的CO2压降关联式的预测精度均有所提高,为此提出了新的换热关联式和压降关联式.     

天然气膨胀预冷混合制冷剂液化流程操作条件优化

为获得液化流程最优性能,确定液化流程能耗水平,探究将其应用于城市天然气调压站调峰型液化天然气装置的可行性,对天然气膨胀预冷混合制冷剂(NGE-MR)天然气液化流程的操作条件进行了优化。建立了NGE-MR液化流程模拟及优化模型,分析了混合制冷剂组成、混合制冷剂循环高压压力等主要操作条件对流程性能的影响,在此基础上以比功耗最低为优化目标,采用定压比优化方法,对NGE-MR液化流程的操作条件进行了优化。结果表明:3种压比(10、9、8)下NGEMR天然气液化流程的最优混合制冷剂组成基本相同,各组分摩尔分数分别为2%(N2)、32%(CH4)、60%(C2H6)、6%(C3H8),最优混合制冷剂组成与压比相关性不大;NGE-MR液化流程的最优比功耗随压比的降低而逐渐降低,但幅度很小,基本维持在0.225~0.230kW·h/kg,较C3-MR及级联式天然气液化流程分别降低23.9%和34.4%。NGE-MR液化流程节能优势明显,适用于城市天然气调压站的调峰型LNG装置,可高效节能地生产LNG并用于城市天然气调峰。     

利用喷射提高跨临界二氧化碳系统的性能

建立了跨临界二氧化碳蒸气压缩／喷射制冷循环中喷射器的数学模型，讨论了系统稳定运行时的蒸发温度、气体冷却器内压力及其出口温度、过热度等因素对系统性能的影响．结果表明，当工作流流量同扩压段出口蒸气流量相等时系统能够稳定运行．同时，升高蒸发温度能提高系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度变小；气体冷却器内压力存在最优值，但降低压力能够增大系统性能的改善程度；升高气体冷却器出口温度会降低系统性能，但蒸气压缩／喷射循环相对简单循环性能系数的提高程度将先增大，然后迅速减小．与上述因素相比，过热度的影响很小．     

制冷剂中间排出式双温热泵性能研究

为满足双温供热的需要,提出了新型滚动转子压缩机制冷剂中间排出的双温冷凝热泵系统,并建立了系统模型,以R1234yf为制冷剂对系统进行了计算和分析.结果表明：随着相对中间排气量的增大,压缩机功耗下降,制热性能相应上升;随着蒸发温度的升高,压缩机的吸气流量增加,压缩机功耗和制热性能均上升;随着中温冷凝温度的升高,压缩机功耗上升,制热性能下降;随着高温冷凝温度的升高,压缩机功耗和制热性能同样分别呈现上升和下降的趋势.当蒸发温度为5℃,中温冷凝温度为40℃,高温冷凝温度为65℃,相对中间排气量为28%时,双温冷凝热泵系统的制热性能较传统单冷凝热泵系统提升接近11%.     

制冷剂在毛细管内的两相流特性研究

基于制冷剂在两相流动区处于热力不平衡状态的观点，建立了相流动区的数学模型，根据该模型计算出压力、温度、气体和液体的流速分布，结果表明：制冷剂液体和气体的速度差会沿差毛细管的长度方向逐渐增大，制冷剂质量流量随着入口压力和过冷度的增加而增加。     

机载惰化系统中空纤维膜分离性能的实验研究

采用大气环境模拟舱和地面实验平台来模拟机载膜制氮装置的工作环境,选择2种固定的出口质量流量,通过模拟不同的飞行高度及调整进气压力和膜工作温度,对机载膜制氮系统的分离性能进行了全面实验.实验结果显示,进气压力对分离性能的影响最大,而飞行高度和膜工作温度对分离性能的影响较小,此外,不同的出口流量也对分离性能有一定的影响.进气压力和温度增加均会使产品气的氧浓度降低,分离效率下降,且产品气的出口流量越大,进气温度对两者的影响也越大.当进气温度较高时,飞行高度对分离效率的影响与产品气的出口流量有关:当出口流量较小时,飞行高度越高,分离效率就越低,而当出口流量较大时,变化趋势则相反.     

空调制冷系统中的油滞留特性分析

对润滑油在空调系统中的滞留情况进行了分析,建立了制冷剂在空调系统垂直管路内携带润滑油临界流速的数学模型.讨论了一些参数对润滑油在吸气管路中油滞留特性的影响.结果发现:影响空调系统中油滞留的因素主要包括油质量分数、制冷剂的质量流量、制冷剂与润滑油的粘度比、管路内径、重力加速度.当制冷剂中油质量分数增加时,吸气管路中油滞留体积也会增大.同时,当制冷剂的质量流量从181kg/(m2·s)增加到409kg/(m2·s)时,单位管长中的油滞留体积减少58%.在质量流量、温度、压力和油质量分数相同的情况下,垂直吸气管路中油滞留体积比水平吸气管路中的油滞留体积要高出47%.当油膜与制冷剂蒸气粘度比因子从1.00减少到0.79,油质量分数为4%时,吸气管路中油滞留体积减少23%.     

斜盘式压缩机运用经济器循环的节能分析

通过研究系统循环的制冷剂流量比、中间压力、系统制冷量及制冷效率之间的变化关系，分析了带经济器的斜盘式压缩机制冷循环的节能效果．结果表明，带经济器的斜盘式压缩机制冷循环的节能效果明显，并且还可适当降低压缩机的排气温度．     

热虹吸油冷却系统的性能分析和实验验证

文章针对螺杆制冷机组的热虹吸油冷却系统建立数值理论模型,采用固定变量法分析不同结构参数条件下系统的制冷剂质量流量、换热量、润滑油出口温度的变化,并通过正交分析法来研究不同运行参数对热虹吸油冷却系统换热量的影响,最后利用实验验证数值理论模型的准确性。结果表明：液位高度差从1 m增大至5 m,换热量增长40.0%,而当液位高度差大于5 m,换热量的变化趋于平缓;随着下降管和两相管管径的增大,制冷剂质量流量和换热量均呈现先增大后不变的趋势;冷凝温度、润滑油进口温度、润滑油流量对换热量的贡献率分别为68.5%、24.2%、7.0%。     

基于分布参数模型的满液式蒸发器性能模拟

基于流动沸腾换热的Chen氏加和模型，建立了满液式蒸发器分布参数的热力计算模型．采用分相流动模型计算制冷剂横掠管束的两相压降，考虑了压降对制冷剂饱和温度的影响；对于流程上下布置的满液式蒸发器，模型计算了制冷剂流量沿轴向的分布，改进了前人忽略制冷剂流量轴向分布对蒸发器性能的影响．应用该模型对一水平布置、2流程、采用强化管的满液式蒸发器进行了性能计算，热负荷的计算值与试验值吻合良好．同时，研究了不同管型、不同流程布置对满液式蒸发器性能的影响．     

跨临界CO2节流短管流量特性实验研究

以节流短管为对象,实验研究了流量和节流短管上游压力、下游压力、入口温度以及几何结构的关系,得到了CO2通过节流短管的半经验流量关系式.研究结果表明,跨临界CO2节流短管流动与制冷剂R134a显著不同,通过短管的制冷剂流量和直径呈指数关系,CO2的指数(2.73)大于常规制冷剂(R134a为2.11);所有实验条件下,流动均发生临界流现象,即CO2通过短管的流量对下游压力不敏感,对进出口倒角也不敏感.     

制冷剂雾化喷嘴节流性能研究

为提高制冷系统蒸发器内液态制冷剂的分配均匀度和换热性能,该文提出采用雾化喷嘴代替节流阀的雾化节流方案。采用计算流体动力学(CFD)方法对制冷剂的节流雾化特性进行模拟,分析了系统蒸发温度、冷凝温度、阀前过冷度等对制冷剂节流雾化特性的影响。结果表明,当蒸发温度、冷凝温度和过冷度的范围分别为5~15℃、45~55℃和0~8 K时,节流雾化喷嘴的出口流量在4.125~5.230 g/s之间波动,并受冷凝温度影响较大;雾化流场中约90%的两相流体处于3m/s以下的低速段时,雾化效果较好。冷凝温度升高、蒸发温度降低、过冷度减小均有利于雾化,但也造成雾化流场蒸发量不均,气流紊乱,使得湍动能边界产生剧烈波动,雾化不稳定。