低温输送系统的CO_2冷凝真空绝热方案研究

采用在真空夹层中充注纯度不高的一般工业用 CO2 的方法 ,来研究不同充注压力及不同绝热层材料下低温输送管路中的 CO2 冷凝真空绝热问题 ;分析了 CO2 纯度对绝热层真空度的影响。测量并计算了管路内充满液氮后真空绝热层的真空度、真空绝热层外壁壁温和绝热层的表观导热率。结果表明 ,在低真空绝热夹层中充注工业用 CO2 后 ,得到的真空绝热层绝热效果良好 ,能够满足一般的低温输送管路需求。     

过热液氦均匀核化速率的确定

预测不同压力下过热液氦的均匀核化速率是十分重要的,它与液氦的极限过热度密切相关。文中通过回顾动力学理论、分子聚集理论、涨落理论等研究液体均匀核化的方法,对过热液氦的均匀核化速率进行了计算,并且对各种方法进行了比较与分析。结果表明,用能量涨落理论来计算过热液氦的均匀核化速率是一种比较合理的方法。     

基于LNG冷能的发电技术

液化天然气将成为人类在21世纪的主要能源之一。该文阐明了蕴涵在液化天然气中的巨大冷能利用价值,并指出两种利用方式:改善现有动力循环和相对独立的低温动力循环。前者主要体现在与燃气轮机及锅炉余热结合上,分析结果表明系统的热效率和火用效率普遍较高;后者则主要包括低温条件下的Rank ine循环、B rayton循环以及改进和复合的循环。总结了各种利用途径的特点和效果,同样说明了相当可观的液化天然气冷能利用价值。根据研究现状,最后指出了有待进一步研究和解决的诸多问题。     

利用LNG冷能的间接冷冻法海水淡化流程比较

淡水资源缺乏已成为全球性问题,海水淡化方法的研究也日益引起重视。液化天然气在气化时有大量冷能可以利用,考虑到冷冻法海水淡化需要大量冷能,可以把LNG的冷能和冷冻法海水淡化结合起来,形成利用LNG能冷的冷冻法海水淡化流程。文中以间接冷冻法为例,介绍了LNG冷能在海水淡化中的利用;并针对系统中冷媒是否相变而提出了无相变流程和有相变流程,通过HYSYS软件进行模拟,比较分析了各自的优缺点。结果说明无相变流程设备简单、控制方便,但冷媒质量流量大;有相变流程冷媒质量流量小,但流程、设备与控制均较复杂,气相部分体积流量较大,使得气态管路直径较大,相应的换热器尺寸也会更大。     

He Ⅱ强制流动系统输送压差预测

系统输送压力对于He II强制流动输送系统而言至关重要,因此在系统运行之前,实现对其数值的有效预测是一项十分必要而有意义的工作。根据特定管路结构所能允许的均匀极限漏热量,借助于具有一定实验基础的经典流体素流流动关系式,可以预测能够成功实现He II传输的系统压力差。     

LNG-FSRU中间流体气化器布置方式对比

再气化是LNG-FSRU中的关键功能模块。分析比较了开架式气化器(ORV)、浸没燃烧式气化器(SCV)和中间流体气化器(IFV)三种气化器,用HYSYS软件模拟了两种IFV中的换热流程,采用MATLAB软件对其三个关键换热过程进行了编程计算,比较分析了三个管壳式换热器在组合安装和分开安装条件下各自的总换热系数和总换热面积。     

热分层对蒸汽爆炸过程影响的实验研究

本文针对液化石油气受热侵袭时出现的热分层及其对蒸汽爆炸的影响进行了模拟实验研究。在不同充装度(85％和45％)下的热响应实验证明,当储罐受到外部热源的侵袭时,在气液相区均存在着热分层。通过两种不同的加热形式,分别得到了分层度ξ>1和ξ=1的液化石油气。在此基础上进行了模拟蒸汽爆炸的泄压实验。通过实验数据的比较发现,由于分层区的存在,减小了液化石油气能量和压力泄放过程中的压力反弹,减小了蒸汽爆炸发生的可能。     

氢在多壁碳纳米管上吸附行为研究

根据热力学平衡原理推导了通用吸附等温方程.通过比较氢在碳纳米管和炭狭缝孔上的高阶维里吸附系数，分析了77～297 K温度区间，温度、管径(孔宽)对碳纳米管、炭狭缝孔吸附空间储氢容量的影响，并由氢在石墨平面上的最大吸附容量计算了本次试验多壁碳纳米管(MWCNTs)在各平衡温度时的最大氢吸附容量.运用确定参数后的吸附等温方程，线性回归分析了氢在本次试验MWCNTs上的吸附数据.结果表明，在160～180 K温度区间，管内被吸附氢分子之间由于吸附受压产生的排斥能出现极大值；随着温度升高，氢分子之间以吸引力为主，提高氢气压力后才发生明显吸附.     

超临界甲烷及含氢甲烷在水平圆管内冷却换热的数值模拟

在超临界甲烷及含氢甲烷的冷却换热研究中,由于其截面上温度的不均匀性导致物性的不均匀,从而影响其流动及换热,这些现象在实验中很难发现,计算机数值模拟为此提供给了便利。文中应用标准k-ε湍流模型对超临界气体在水平圆管内的冷却传热进行了数值模拟,研究了质量通量、热流密度、入口压力以及氢气含量对传热系数的影响。结果表明,换热系数随质量通量的增大而增大,随热流密度变化不明显,随入口压力的增大而减小,氢气含量增大时对流换热系数的峰值往低温方向移动。     

合成天然气液化精馏脱氢流程及其性能优化

合成天然气(Synthetic Natural Gas,SNG)中含有的少量氢组分会对SNG的热物性造成显著影响,进而对SNG的液化流程及储运设备等提出了较高的要求。因此,本文针对低含氢量(摩尔组分小于5%)的含氢合成气提出了液化精馏脱氢联合流程,并基于Aspen-HYSYS V7.2进行了流程优化模拟。结果显示,该流程可得到摩尔含氢量小于等于0.01%的高纯度液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)产品,同时,通过整合液化流程和精馏脱氢过程的能量利用,液化精馏脱氢联合流程的单位能耗较液化闪蒸脱氢流程降低了10%。