超臨界甲烷-氫混合工質(zhì)冷卻換熱特性研究.pdf

1、超臨界甲烷/氫混合工質(zhì)的冷卻換熱是煤制天然氣液化的關(guān)鍵換熱過程。通過研究其冷卻換熱特性,可以為煤制天然氣液化流程和低溫?fù)Q熱器的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。
　　本文首先運(yùn)用FLUENT數(shù)值模擬了超臨界甲烷和甲烷/氫混合工質(zhì)在水平圓管內(nèi)的冷卻換熱,采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型,分析工質(zhì)的質(zhì)量流量、施加的熱流密度、工質(zhì)的入口壓力以及工質(zhì)中氫氣的含量對(duì)流動(dòng)換熱的影響。結(jié)果表明,局部對(duì)流換熱系數(shù)隨工質(zhì)質(zhì)量流量的增大而增大,隨施加熱流密度變化不明顯,隨工質(zhì)

2、入口壓力的增大而減小;氫氣含量增大,換熱系數(shù)峰值所對(duì)應(yīng)的溫度下降。
　　本文設(shè)計(jì)并搭建了超臨界甲烷/氫混合工質(zhì)冷卻換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。說明了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本情況,包括系統(tǒng)中工質(zhì)的流動(dòng)、管件與設(shè)備、預(yù)冷段與換熱測(cè)試段,描述了數(shù)據(jù)測(cè)量與采集系統(tǒng),闡述了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟,并給出了具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析方法。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù),研究超臨界甲烷/氫混合工質(zhì)在不同的入口壓力、質(zhì)量流量以及氫氣含量