锯齿波纹板对挥发性有机物低温脱除过程强化模拟分析

针对可挥发性有机物(VOCs)的低温脱除,采用波纹通道可破坏不凝气(NCG)层积聚、减小低温相变脱除传质阻力。本文建立了针对锯齿波纹板通道内少量R134a与氮气混合气的低温相变脱除的二维模型,揭示了锯齿齿板底角角度对R134a相变脱除效果的影响特性。结果表明,与平板通道相比,本文采用的对照组等腰三角锯齿波纹板可显著提升单位面积冷壁面上R134a的脱除效率,在本研究条件下R134a时空平均相变速率(α)为0.1268g/(m^(2)·s),提高了144.6%;锯齿波纹板底角(θ)增加时,NCG层在近冷壁面处会依次发生贴壁流动、脱壁掺混,最终形成稳定漩涡的流动阻滞区。当θ为13.30°~35.45°时,NCG层发生显著的脱壁掺混,α在0.082~0.1268g/(m^(2)·s)之间;当θ=17.46°时,α达到最大值0.1268g/(m^(2)·s)。当θ过大或过小时,脱壁掺混效果都将衰减,α在较低的水平。本文对用于低浓度VOCs的冷凝-冻结脱除的锯齿波纹板结构设计具有参考意义。

油库废气中挥发性有机物的低温脱除过程模拟分析

针对可挥发性有机物(VOCs)油气脱除回收问题,本文采用一维仿真模拟了典型间壁换热器中的微量丙烷的氮气低温冷凝脱除过程。结果表明:本研究中初始丙烷分数为2.25%的气体,将出口丙烷摩尔分数降至1.26×10^(-4)所需换热器长度为2.85m;换热器前1m中丙烷摩尔分数降低了76%,随后1.85m仅降低23.6%;冷凝所需换热器长度与丙烷初始浓度关系如下:当丙烷初始浓度为2.0%时所需长度最短,为2.84m;低于2.0%时,影响丙烷脱除的主要因素为冷凝速率。随丙烷初始浓度继续降低,所需换热器长度呈近似抛物线上升;高于2.0%时,影响丙烷脱除的主要因素为总冷凝量。随着丙烷浓度升高,所需换热器长度呈近似线性小幅上升。本文工作可为微量油气低温冷凝脱除换热器的换热长度设计提供参考。

液化天然气潜液泵关键技术及研发方案

分析了液化天然气(LNG)潜液泵的关键技术:包括密封、电机的冷却及润滑、LNG泵内的汽蚀防范以及推力自平衡技术(TEM)等。提出了我国自主研发的技术攻关方案,建议从LNG潜液泵电气设备和泵体部件研发2个方面展开研究,为包括LNG潜液泵在内的低温液体输送泵自主研发提供参考。

LNG低温冷藏车在我国的发展优势

我国每年有大量的易腐货物浪费在运输途中,大力发展冷藏运输业、提高公路冷藏货物运输比例势在必行,开展节能环保型冷藏车研究具有重大意义。在总结我国冷藏车发展现状和趋势的基础上,提出发展利用液化天然气气化复温过程所释放冷量制冷的LNG冷藏车,分析LNG作为冷藏车燃料和LNG为冷藏车提供冷量的可行性和优越性。结果表明:LNG冷藏车具有清洁环保和节约能源的双重优点,LNG气化复温所提供的冷量能够满足冷藏车制冷量需求,节能效果明显,具有显著的经济和社会效益。

液化天然气冷能构成及其利用方式探讨

液化天然气(LNG)在汽化过程中会释放大量冷能,如果这部分冷能被成功回收利用,其节能效果和对系统效率的提高都十分显著。文中对LNG冷能从冷量和冷量的角度进行分析,把LNG冷能回收方式分为冷量回收与冷量回收,揭示了目前各种LNG冷能回收利用形式的能量利用实质:发电、空分中主要是利用LNG的冷量;冷藏、空调和制干冰利用了LNG的冷量。最后对不同的冷能回收系统提出指导性建议:动力回收系统中,应充分利用其在低温下的高品质能量;冷量回收系统中应减少跑冷。

铁钻工润滑方式的改进与优化

铁钻工是管柱自动化的关键设备之一,该设备日常润滑维护工作量大,因润滑维护不及时出现机械故障频率高的问题。文中以TZG140S型伸缩臂式铁钻工为依托,对部分零件结构进行改进,以递进式集中润滑为基础,结合铁钻工工作状态,优化出适合铁钻工的润滑方案,将原有的人工单点润滑改进为集中润滑方式,实现了半自动化式集中润滑在铁钻工上的应用。同时优化了润滑管线的布局、防护,延长了设备的使用寿命、降低维修费用,减轻了现场的劳动强度,满足现场使用的需求,为后期铁钻工无人化、智能化集中润滑系统的应用提供了技术支持和依据。

基于液化天然气低温冷藏车的相变蓄冷实验

针对以水为相变工质通过铜质圆管壁与低温氮气换热发生固液相变问题,通过测温和可视化测量手段模拟研究固液相变贮存LNG冷量过程,获得管内低温气体、管外液相区温度分布及冰层图相,分析了管内换热和液相区自然对流综合影响下的冰层变化和分布特性,结果表明:该换热问题具有典型的变壁温变热流密度的热边界条件;冰层厚度在有限时间内近似线性增长,且沿管长锥状分布、冰层锥度随时间呈对数增长趋势;由于液相区水的密度反转效应使自然对流主流向发生改变,导致上下壁面冰层厚度发生反转。

高真空多层绝热结构层间压力反演

高真空是液氢温区多层绝热的基础,通过不同抽气工艺获得的多层绝热材料层间压力分布,使绝热结构性能有显著差异。为了预测多层绝热材料层间压力分布,并作为抽气工艺的评价依据,基于逐层传热学模型,首先通过理论计算建立由不同层间压力分布对应的温度分布组成样本集,应用截断奇异值分解获得其正交基。再根据某绝热结构样品实测的多层材料层间温度分布,采用吉洪诺夫正则化方法对正交基系数进行回归预测,重构层间压力分布,即反演获得了多层绝热材料的层间压力。通过与给定算例的对比验证,结果表明,采用本方法可以从易于精确测量的层间温度分布反演获得层间压力分布,更精确地预测多层绝热材料的性能。为评价、比较和优化液氢容器高真空多层绝热结构的抽气工艺提供参考。

液化天然气冷能用于Stirling热机初探

从冷量和冷量火用的角度对液化天然气(LNG)冷能进行阐述,把LNG冷能回收方式分为冷量回收与动力回收。在利用LNG与环境大温差方面,提出采用斯特林热机利用LNG冷量火用,并介绍了其基本工作原理。计算了新方案的热力性能,并与目前LNG冷能动力回收常用方案比较。结果表明:斯特林热机系统回收LNG冷能具有明显优势,开展LNG冷能回收与斯特林热机综合技术研究具有重要价值。

我国低温冷藏车的研究综述

在分析我国冷藏车发展现状的基础上,从CFD技术在冷藏车研究领域的应用、新型制冷方式的研究、新型隔热材料和新结构的研究开发及机械制冷新技术研究4个方向介绍我国冷藏车技术的研究内容和方向,指出我国冷藏车应朝着节能、环保、经济的方向发展;冷藏车生产企业应加大科研投入力度,以新技术推动企业经济新的增长,提升企业竞争力,以适应冷藏运输市场新的需求。

波纹内翅片管外水的冻结特性实验研究

通过测量管内低温气体、管壁温度分布及冰层图相,分析了波纹内翅片管管内传热热阻、管壁温度和冰层增长的变化特性。结果表明:内翅片管管内传热阻仅为光管的6.65%,由管壁至管内低温气体的热流量大大增加,因此,管外冰层增长速度在距入口250 mm和500 mm处分别约为光管的4.2倍和1.7倍。冰层热阻占整个耦合传热总热阻的比例更大,以至于管外冰层热阻的增加引起管壁和管内气体温度的降低。由于内翅片管管内低温气体沿轴向温升更大,使其冰层厚度沿轴向斜率远大于光管。

潜液式LNG泵的结构特点及其应用优势

随着全球LNG工业的迅速发展,LNG接收终端及气化系统的需求量日益增加,安装在密封容器内的潜液式LNG泵得到越来越多的应用。通过详细介绍潜液式LNG泵独特的结构特点,指出其具有普通泵无可替代的应用优势;对潜液式LNG泵广阔的应用范围作了介绍,分析了国产潜液式LNG泵研制中需要解决的关键问题,并对其可行性进行了预测。

液化天然气冷藏车冷量回收理论与稳态实验研究

根据我国冷藏运输行业发展现状和趋势以及液化天然气(LNG)汽车的普及与推广,分析了回收LNG冷量用于冷藏车的优越性和可行性,并对其冷量进行了匹配计算,提出了清洁、环保、节能的直冷式LNG低温冷藏车流程方案.由于LNG的危险性,以液氮为替代工质,开展了直冷式低温冷藏车冷量回收稳态实验研究.结果表明:系统稳态运行效果理想,LNG气化复温所提供的冷量充足;冷藏厢内温度能顺利降低到-20℃,厢内各测点温差在4℃以内,降温速度和温度场的均匀性都符合相关规范技术要求;系统方案切实可行,节能效果明显,具有显著的经济和社会效益.

天然气与电力长距离联合高效输送的可行性研究

为提高长距离能源输送效率,提出了一种新型联合输送模式。电力采用超导电缆输送,而液化天然气作为高温超导电缆的冷却工质,使得天然气输送和电力输送"同路"进行。初步设计了电缆与管路结构,建立了液化天然气输送模型,分析了影响能耗的相关因素。新型联合系统的效率与系统输送比成正比,与绝热结构的导热系数成反比。计算结果表明,联合输送系统的损耗率仅为传统输送系统的1/3,其能源输送效率高达96%。同时,由管道漏热引入的功耗占冷泵站总功耗的85.1%。与传统模式相比,新型输送模式的效率高,节能效果显著。然而,管道漏热是最主要的功耗因素,更优良的长距离低温管道绝热技术可以显著降低联合输送系统的功耗。

超导直流能源管道的研究进展

将超导输电技术与液化天然气(LNG)管道输送技术相结合,形成能同时输送LNG与电力的能源管道,不仅可以节约能源通道,还可以利用LNG冷却超导电缆,提高能源输送效率和经济性,是一种极具前景的能源输送方式。在国家"智能电网与装备"重点研发计划的支持下,开展了超导直流能源管道的基础研究。该文主要介绍超导直流能源管道的基础研究项目近一年多的进展情况,主要包括:LNG混合工质的低温液固转变机理及传热流动特性,电力/LNG一体化输送动态稳定性判据,为安全性与故障演化分析而搭建的实验平台及初步实验结果,以及10m/10kV超导直流能源管道原理样机的研制与实验情况。

喷射泵-液环泵联合抽空液氧过冷方案仿真研究

采用微元方法对液氧抽空过冷的传热传质过程进行仿真模拟,分析了喷射真空泵工作流体流量和压力、最低被引射流体压力和初始液位对于液氧抽空过程的降压特性、抽空时间及剩余液位的影响,获得喷射真空泵与液环泵联合抽真空的液氧过冷系统最佳工作条件:针对本研究液氧贮存系统,当储罐初始液位95%时,采用喷射真空泵工作流体流量为0.25 kg/s、喷射压力为5 MPa,最低被引射流体压力为34.35 kPa,后采用抽速5 m^(3)/min的液环泵,可以18小时内将60 m^(3)的液氧储罐抽空至10 kPa,且剩余液位达75%以上。

车载LNG储罐蒸发率的理论与试验

为研究车载LNG低温绝热气瓶内液体的蒸发规律,以200 L高真空多层绝热气瓶为例,采用液氮(LN2)为工质,进行了一系列LN2日蒸发率试验。列出根据实验系统结构参数得到的相关传热学计算结果,包括试验系统分别贮存LN2和LNG各项漏热及理论蒸发率。对理论计算与实验结果进行比较,通过理论计算结果与LN2蒸发率实验结果对LNG试验蒸发率作了预测。根据大气压力下进行的各种充满率的LN2蒸发率实验,拟合出了系统蒸发率与充满率的关系曲线,并分析了系统中环境温度和压力对蒸发率的影响规律。

基于LNG与汽车尾气大温差下的温差发电研究

为了有效利用液化天然气(LNG)汽车中LNG的冷能以及排气的热能,提出利用半导体温差发电器,分析计算了LNG与发动机排气的可回收能,设计了回收利用冷能和热能的流程,计算了各个状态点的参数,建立了大温差下的多级温差发电器模型,并对其输出功率和热电转换效率进行了计算。结果表明,利用半导体温差发电器来回收LNG的冷能和排气热能的方案具有可行性;在大温差的条件下,多级温差发电器能有效地提高热电转换效率。

影响压力传感器温度特性的因素分析

压力传感器性能易受温度变化的影响,从而增加了测量结果的误差。文中通过对压力传感器工作原理及结构的介绍,理论分析了影响压力传感器温度特性的因素,并建立一套压力传感器变温校验系统,进而通过实验说明了温度变化对压力传感器信号输出的影响。同时,也对目前国内在低温环境下压力传感器的应用及研究情况进行了介绍。

液化天然气汽车双动力循环系统

在分析液化天然气(LNG)冷能构成的基础上,提出一种由LNG开式朗肯循环和天然气内燃机循环组成的LNG汽车双动力循环系统,并对系统相关参数进行了计算分析。结果表明,该系统不仅可以回收LNG冷量,而且可以利用LNG冷量的做功能力输出动力,系统可用能较普通LNG汽车增加9.82%,充分利用了LNG宝贵的冷能资源,具有较好的节能环保效果。