LNG加气站低温截止阀内部流场数值模拟研究

从目前LNG加气站在设计、建造及使用过程中低温截止阀的关键作用出发,以DN65低温截止阀为研究对象,通过对其内部流道关键尺寸进行实体测绘,随后使用Solid Works软件对其进行三维建模,并利用Fluent软件,以其在LNG加气站管道中的实际工作条件作为流场分析的边界条件,对其LNG液体流经该截止阀时的内部流场压力分布和LNG流体在其内部的流动情况进行了数值模拟研究,研究结果为后期的LNG管道的管路特性分析、LNG加气站管路布局的优化设计和潜液泵的选型提供了理论依据。     

基于声发射的管路阀门内漏检测技术研究综述

阀门泄漏尤其是内漏是影响管路阀门系统正常运行的一个重要因素。在分析阀门内漏的声发射检测工作原理的基础上,从理论研究、数值模拟、实验研究、信号处理及分析和工业产品等方面对国内外阀门内漏声发射检测技术的研究现状及进展进行综述。研究发现,目前还存在单一检测手段缺少有效性、阀门内漏机理研究不够、智能决策和辅助不足等问题,因此下一步应综合采用多种泄漏检测手段,并深入了解阀门内漏的水动力学和声学机理,利用先进信号处理手段研制智能化、简单易读的检测仪器。这对于管路阀门内漏检测技术的发展、阀门故障的预先维修具有重要的参考意义。     

低温管路预冷过程两相流动与换热计算研究

为揭示低温流体预冷管路过程中两相流动与换热特性,采用准稳态方法建立了低温管路预冷计算模型。该模型采用有限容积法来求解管内流体流动与换热方程,有限差分法求解管壁一维非稳态导热方程,流体与壁面的换热根据流型来判定选择对应的换热关联式,并对管壁外侧辐射漏热进行线性化离散处理。利用多组实验数据进行模型验证,结果表明模型对预冷时间预测的误差在10%之内。对预冷过程非稳态降温特性及流型与换热特性的计算结果表明:在低温流体预冷管路过程中,大部分换热方式为单相气强制对流和膜态沸腾,约占总预冷时间的95%,总换热量的75%,核态和过渡沸腾发生时间较短;预冷过程中存在一个最优质量流速,这既可以缩短预冷时间,同时可以减少推进剂的浪费。     

管路预冷的高速再淹没传热模型及数值研究

通过分析竖直管路高速再淹没传热过程的流型及沸腾曲线,研究了低温流体预冷竖直管路的高速再淹没传热特性,构建了一组涵盖主要传热工况的管壁与低温流体间的传热模型,耦合了管壁的释热方程和低温流体间的流动传热方程.修正了反环状流膜态沸腾的Bromley计算式,并针对竖直管路的液氮预冷实验工况进行数值模拟,计算结果较好反映了竖直管路的预冷降温过程.特别是在管壁温度突降点的预测上,其温度预测结果与实验数据相一致.     

低温传输管线漏热测试平台设计及实验研究

以同轴型液氦低温传输管线为研究对象,将同轴型液氦低温传输管线简化为液氮传输管线进行模拟研究,得到了管线漏热量及温度分布.设计了低温传输管线漏热测试平台,该平台可实现不同绝热支撑及不同多层绝热材料的对比优化实验,有效评估待测低温传输管线的漏热量,具有样件可替换、测试简便、精确度高等优点,测试精度小于4.2%.基于该测试平台,开展了低温传输管线的性能实验研究,得到单个绝热支撑和多层绝热材料的漏热量分别为0.44 W/m和1.02 W/m,低温传输管线的总漏热量为1.46 W/m;多层绝热材料的表观导热系数为2.79?10-4 W/(m·K).实验验证了低温传输管线漏热测试平台的有效性和准确性.     

自能源驱动无泄漏截止阀

专利号 :992 574 75.7这是一种自能源驱动无泄漏截止阀 ,包括阀体、阀座、阀瓣、阀杆、活塞筒、下弹簧座、弹簧、上弹簧座、填料、密封圈、填料函盖、调节杆、阀盖、控制阀和控制管路。本品是利用流体自身压力实现了用小阀(控制阀 )同步控制主阀门的启闭。控制阀体积小 ,操作力矩小 ,易于安装在任何位置。主阀门可彻底消除外漏 ,而且流体压力越大 ,静密封效果越好。联系地址 :( 15 0 0 0 1)哈尔滨工程大学科研处联系人 :刘淑华联系电话 :( 0 45 1) 2 5 19745自能源驱动无泄漏截止阀…     

直流式截止阀结构设计及流体场分析

直流式截止阀的流道与流体运动方向成一定角度,对流体流向的破坏程度较小,相应的压力损失比起一般的截止阀也更小.在分析直流式截止阀工作原理的基础上,对其进行结构设计及强度校核,并利用SolidWorks完成三维建模及运动仿真,并提取流道结构导入ANSYS Fluent与CFX中对其进行流体场分析,观察其压力分布、速度分布及流体轨迹,得出直流式截止阀在不同开度下腔内流体状态.与直通式截止阀相比,直流式截止阀具有更小的压力损失.     

微弱漏气对液氢管道插拔式法兰漏热的影响

针对低温液体输送管道中法兰是最主要漏热源的问题,提出在法兰间隙中产生一定泄漏流量来降低低温插拔式法兰漏热量的设想,通过采用计算流体力学技术建立了三维稳态模型并对模型进行了验证。结果表明,随着泄漏流量的增大,插拔式法兰漏热量和泄漏工质出口温度降低。对于泄漏间隙在0.8~1.2mm之间的法兰,当泄漏流量小于10-5 kg/s时,增大泄漏流量会引起漏热量急剧下降;当泄漏流量大于10-5 kg/s时,泄漏流量上升会导致泄漏工质出口温度急剧降低,且通过增加法兰长度对减少法兰漏热量无作用。所以,合理控制泄漏流量可以降低低温插拔法兰的漏热损失。     

低温输送系统间歇泉现象实验研究

为研究低温输送系统的低温垂直管路中可能出现的间歇泉现象,采用液氮为工质,进行了间歇泉现象模拟实验研究.实验纪录了不同的管路结构及不同绝热结构条件下,管路出现的振动信号及管路温度分布,并将实验结果与Murphy曲线进行了对比.结果表明,管路的长径比和绝热结构对间歇泉现象的产生有较大的影响.     

影响通海截止阀冲刷腐蚀的重要参数数值模拟分析

作为舰船的重要部件,通海截止阀在运行过程中发生损坏将严重影响舰船航行安全。文中通过ICEM CFD软件对影响阀门冲刷腐蚀的重要参数如流体速度、颗粒含量、颗粒直径以及阀门开度等进行了模拟分析,结果表明截止阀冲蚀速率与流动速度成指数增长,颗粒含量变化会导致阀门最大冲蚀位置出现变化,最大冲蚀速率将随着粒径增大变小,而冲蚀分布却随着粒径增大变得更加均匀,阀门半开时的冲蚀速率远大于全开时的冲蚀速率。研究结果将为新型通海阀进一步流道优化改进设计提供参考。     

太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统性能分析

为进一步研究太阳能喷射增效的中高温空气源热泵系统的性能,建立一维喷射热泵系统热力学模型(高温级以R1234yf为制冷剂,低温级以R245fa为制冷剂).采用能量模型和■模型相结合的方法,研究设计工况的变化对系统性能的影响.研究结果表明:当冷凝温度从45℃升高到70℃时,系统机械效率(COP_m)从6.28减小至3.42,以集热量为基准的热效率(COP_s)从0.79增大至1.00,以集热器吸收的有效热量为基准的热效率(COP_h)从1.55增大至1.95,■效率从20.0%增大至31.8%;当蒸发温度从-20℃升高到0℃时, COP_m从4.58增大至5.28,COP_s从0.75增大至1.03,COP_h从1.46增大至2.02,■效率从23.3%增大至28.9%;当中间蒸发温度从5℃升高到25℃时,COP_m从4.33增大至5.14,COP_s从1.05减小至0.84,COP_h从2.00减小至1.75;当中间蒸发温度为13℃时,系统■效率最大值可达25.7%;在冷凝温度和蒸发温度不变条件下,13℃是较为合理的一个中间温度值.     

基于分子动力学模拟的流体剪切力学特性分析

考虑固体壁面对流体分子作用力的影响,建立了两平行壁面-流体系统的分子动力学模型,模拟了壁面切向运动对流体的剪切过程,分析了壁面速度对不同离壁距离流体层微观剪切力学特性的影响,研究了剪应变率、工作压力和温度对流体宏观剪切力学特性的作用规律.研究表明:受到分子无规则热运动的影响,不同离壁距离流体层的剪切应力呈现出波动变化状态,但随着流体剪切运动的增强,剪切应力的波动幅值逐渐减小;当壁面切向运动较大时,近壁层流体在运动速度上与壁面之间易出现较大的滑动,壁面-流体出现边界滑移;工作压力及温度影响着分子间距离,压力升高与温度降低都将减小分子间的距离,从而引起流体黏度与剪切应力的增大.      

液氮管道排空过程CFD模拟及分析

为研究低温管路中低温液体的排空过程,采用计算流体力学(CFD)方法中非稳态流动以及流体体积(VOF)模型对管路中液氮向外排空过程进行模拟计算,并将模拟结果与实验结果进行对比验证.模拟结果显示,当氮气质量流量较小时,氮气虽然会在一定时间内到达出口,但管道底部仍存有液氮,出现分层现象.这就需要通过氮气带进的热量使液氮受热蒸发排空,致使完全排空时间变长.随着氮气质量流量的增大,排空时间变短.当氮气流量增加到一定数值时,管道底部无液氮残留,可以直接完全排空.该研究结果可以同时为排空低温液氢等危险流体提供理论指导.     

海水流程中截止阀内漏的原因及应对措施

由于海水流程中普通形式截止阀长时间作为流量调节使用时,阀瓣和阀座容易腐蚀而产生内漏现象,导致阀门不能完全关闭和精确调节海水流量,影响了相关流程的调节和稳定运行。为了增强阀门的使用寿命,控制生产中的费用支出,降低作业人员的劳动强度,从腐蚀的机理出发,结合截止阀的内部结构和工作原理进行分析,最终确定采取阀门换型的措施,减少气蚀的发生,减缓密封面的冲刷速率,提高阀门的可靠性,同时也为设备的平稳运行提供有力的保障。     

制冷工况相变能源桩热交换规律

相变材料是一种通过改变材料物态来吸收或放出潜热的物质。将其用于能源地下结构中可以增加结构体的能量密度、提高换热量,从而减小热交换所需的地下空间资源。该文搭建了缩尺模型实验系统,其中模型圆桩为相变储能混凝土能源桩,桩直径0.2 m,桩长1.5 m,将桩埋入装有饱和砂土的尺寸为2.45 m×2.45 m×2 m的模型箱中。实验中控制换热流体温度恒定为5.5℃,分别进行了0.15、 0.30和0.45 m~3/h 3组不同流量的制冷工况,每种工况包括"制冷-回温"3次循环。研究了饱和砂土中相变能源桩的温度热响应和换热量,分析了桩与周围土体的温度随时间变化规律;比较了换热流体流量对能源桩换热量的影响。研究结果表明:制冷工况下,相变能源桩在饱和砂土中的热传递主要沿径向,在热交换过程中对于桩周土体的温度影响范围约为2倍桩径。换热流体流量增大,进出口温差减小,而热量增大。     

风速非均匀分布对蒸发器性能的影响

研究、对比了均匀和非均匀风速下蒸发器的性能,实验测量了某空调蒸发器表面的风速非均匀分布,数值模拟了该非均匀风速下蒸发器的性能,实验验证了非均匀风速下模拟结果的准确性.研究结果表明:非均匀分布时风速比均匀风速大的管路换热量较之均匀风速时的有所增加,风速比均匀风速小的管路换热量较之均匀风速时的有所减小,且换热量减小的幅度比增加的更加显著;传热系数随风速非线性增加;各支路出口状态差别越大,蒸发器换热量的衰减幅度就越大.     

电厂阀门泄漏的计算流体力学仿真研究

目前对电厂疏水管道阀门泄漏多采用基于传热原理的内漏自动检测计算方法,但是已有研究尚未对阀门泄漏时管道内流体的流动和传热进行分析,且对温度测点如何布置以及温度测量的精度要求也缺乏研究。针对以上问题,采用计算流体力学仿真的方法,研究了阀门泄漏时管道内传热和流动情况,分析了不同的管道直径和保温材料对所测温差和泄漏量的影响。研究结果为实时监测阀门附近流量的动态变化,进行工程现场诊断疏水阀门的泄漏故障提供了模型方法和参考。     

地面停放低温液氧贮箱热物理过程研究

针对低温推进剂箱体射前停放阶段,采用CFD技术数值研究了某低温液氧贮箱在地面停放阶段所经历的开口放置及高温气氧预增压过程。详细分析了该过程中箱体的压力变化、气液相变以及热分层现象。通过与相关试验结果对比,验证了本数值模型的有效性。计算结果表明:在液氧箱体开口停放阶段,在外部漏热下,箱体内部将出现剧烈的沸腾相变现象,并伴随着大量气泡的产生。随着时间的增加,用于低温流体相变的热量主要来自于外部漏热,此时相变过程主要发生在气液界面。在约150s时,相变强度逐渐趋于稳定。经过250s的地面开口停放,蒸发气体排放量约6.88kg。当低温箱体封闭,预增压过程开始,箱体压力将在所设定的压力上下限内波动变化。由于气相过热、液相过冷,在整个过程中气相都处于冷凝状态。随着高温气体的注入,气相质量呈现波动变化,由15.84kg增加到27.27kg。液相质量则近似线性增加,由最初的12 243.10kg增加到12 303.95kg。气液界面以下的液相呈现出较好的温度分层,气相温度分布则受增压气体影响较大,产生了一定的扰动。     

SIROX叶丝膨胀机清洁系统的改进

为了克服德国HAUNI公司生产的SIROX叶丝膨胀机清洁系统存在排水不畅、阀门渗漏和清洁耗时长等弊端,本文提出了该设备清洁系统的改进及其控制模式的优化方案,并设计出一套SIROX清洁管路自动排水和实时监控装置。该装置不但解决了烘丝机筒壁温度超高、烘后水分异常波动等产品质量问题,而且对气动膜片截止阀的渗漏状况进行了可视化,提高了设备维修的及时性。从该装置在本厂运行2年多的情况看,具有较高的应用价值。     

管内流体温度对给热系数影响的实验研究

在对管内流体与管壁的对流传热过程研究及工程应用中,对流给热系数(h)是一个重要的参数,给热系数h大小主要取决于流体的物性参数及流动状态。本文针对管内流体在非常缓慢流动,且流动状态不变条件下,实验研究了流体温度对给热系数的影响。得出管内流体在雷诺数Re=6下的给热系数h受到了流体温度的显著影响;流体温度升高,给热系数增大。管内流体的给热系数h与流体温度T呈拟线性关系,具体的实验数学模型为:h(T)=-18.89 0.8783T。