超临界甲烷/氢混合工质冷却换热特性研究
超临界甲烷/氢混合工质冷却换热特性研究【摘要】:超临界甲烷/氢混合工质的冷却换热是煤制天然气液化的关键换热过程。通过研究其冷却换热特性,可以为煤制天然气液化流程和低温换热器的设计提
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TE665.3
【目录】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-12
- 符号说明12-14
- 图录14-16
- 表录16-17
- 第一章 绪论17-29
- 1.1 研究背景和意义17-18
- 1.2 超临界流体流动换热的实验研究18-26
- 1.2.1 超临界流体18-20
- 1.2.2 流体流动换热实验系统20-24
- 1.2.3 超临界流体的流动换热24-26
- 1.3 超临界流体流动换热的数值模拟研究26-28
- 1.4 本文研究内容28-29
- 第二章 超临界甲烷及含氢甲烷冷却换热的数值模拟29-45
- 2.1 数值模拟29-32
- 2.1.1 模型与网格29-30
- 2.1.2 流体物性30
- 2.1.3 控制方程30-31
- 2.1.4 湍流模型31
- 2.1.5 边界条件31-32
- 2.1.6 计算方法32
- 2.2 计算结果及分析32-43
- 2.2.1 壁面温度及密度分析33-35
- 2.2.2 质量流量对水平圆管内超临界甲烷冷却换热的影响35-36
- 2.2.3 热流密度对水平圆管内超临界甲烷冷却换热的影响36-37
- 2.2.4 甲烷入口压力水平圆管内超临界甲烷冷却换热的影响37-40
- 2.2.5 氢气含量对水平圆管内超临界含氢甲烷冷却换热的影响40-43
- 2.3 本章小结43-45
- 第三章 超临界 SNG 冷却传热实验台45-54
- 3.1 超临界 SNG 冷却换热实验系统45-46
- 3.2 管路与阀46-47
- 3.3 增压装置47-48
- 3.4 缓冲罐、液氮容器48-49
- 3.5 预冷段和测试段49-51
- 3.6 数据测量51-52
- 3.7 数据采集52
- 3.8 本章小结52-54
- 第四章 超临界 SNG 冷却换热实验研究54-71
- 4.1 实验步骤及注意事项54-55
- 4.1.1 前期准备54
- 4.1.2 实验步骤54-55
- 4.1.3 实验结束55
- 4.2 实验数据处理55-56
- 4.3 实验不确定度分析56-57
- 4.4 实验结果与分析57-66
- 4.4.1 工质入口压力对超临界含氢甲烷冷却换热的影响57-59
- 4.4.2 工质流量对超临界甲烷-氢混合物对流换热的影响59-61
- 4.4.3 氢气含量对超临界甲烷-氢混合物对流换热的影响61-63
- 4.4.4 流动加速对超临界甲烷-氢混合物对流换热的影响63-66
- 4.5 实验结果与模拟结果的对比分析66-69
- 4.6 超临界 SNG 冷却换热关联式69-70
- 4.7 本章小结70-71
- 第五章 总结与展望71-74
- 5.1 主要工作与结论71-73
- 5.2 后续工作研究73-74
- 参考文献74-77
- 致谢77-78
- 攻读学位期间的学术成果78
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