天然氣吸附床熱質(zhì)傳遞的數(shù)值計(jì)算.pdf

1、ANG技術(shù)是一項(xiàng)先進(jìn)的儲(chǔ)氣技術(shù)，該技術(shù)可用于天然氣吸附劑汽車(chē)、無(wú)法管輸零散氣井天然氣、放空天然氣的吸附回收，可極大地利用與節(jié)約資源。ANG在3～4MPa下，儲(chǔ)氣量相當(dāng)于壓力為13～14MPa的CNG系統(tǒng)。在吸附/解吸過(guò)程中，由于吸附質(zhì)分子勢(shì)能的改變，會(huì)伴隨著放熱/吸熱現(xiàn)象。研究表明其吸附熱可達(dá)16kJ/mol，對(duì)吸附性能的影響有20％左右。 本文主要著重于吸附過(guò)程中的熱效應(yīng)，從吸附罐的溫度場(chǎng)分布，幾種換熱結(jié)構(gòu)的對(duì)比，以及不同邊界

2、條件下吸/脫附過(guò)程溫度變化幾個(gè)方面來(lái)展開(kāi)工作，力求對(duì)吸附罐進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到吸附動(dòng)力場(chǎng)中各參數(shù)的變化規(guī)律，主要內(nèi)容如下： 1、運(yùn)用Fluent軟件對(duì)不同換熱結(jié)構(gòu)的吸附罐的溫度場(chǎng)進(jìn)行分析計(jì)算。并就各種可能抑制吸附熱效應(yīng)的技術(shù)方案進(jìn)行評(píng)估。主要分析了吸附罐的結(jié)構(gòu)參數(shù)和活性炭的物性參數(shù)對(duì)溫度的影響，為室內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供了理論指導(dǎo)。 2、結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，分析在吸附/脫附過(guò)程中不同徑向位置上的溫度變化特性。通過(guò)對(duì)冷卻管中加循環(huán)水

3、(有換熱)和無(wú)循環(huán)水(無(wú)換熱)兩種情況的比較，分析換熱對(duì)溫度場(chǎng)的分布的作用效果。并進(jìn)行了與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證。 3、運(yùn)用Fortran編程將吸附方程與傳熱方程耦合進(jìn)行計(jì)算，輸入已知的結(jié)構(gòu)參數(shù)、物性參數(shù)和邊界條件，獲得了溫度、吸附量和吸附熱速率隨時(shí)間變化的規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，充氣速率越小，越有利于吸附。 本文對(duì)吸附罐內(nèi)不同的強(qiáng)化換熱結(jié)構(gòu)(直肋、螺旋形肋片)進(jìn)行模擬計(jì)算，以尋求減緩熱效應(yīng)的有效措施。模擬結(jié)果表明采用換熱結(jié)構(gòu)對(duì)