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题名旋流后置型超声速分离器激波控制方法数值模拟
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作者
蒋文明
韩晨玉
门惠云
刘杨
周媛媛
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机构
山东省油气储运安全重点实验室
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院
中海石油(中国)有限公司天津分公司
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出处
《石油与天然气化工》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期8-18,共11页
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基金
国家自然科学基金“基于超音速膨胀过程的天然气脱CO_(2)过程机理研究”(51406240)
山东省自然科学基金“超音速分离管能量分配特性与旋流对相变凝结过程的影响机理”(ZR2019MEE011)
青岛市科技计划项目“海上电絮凝污水净化装置工程设计方法及现场试验研究”(19-6-1-87-nsh)。
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文摘
目的超声速分离是一种基于收缩-扩张喷管的新型气体净化与燃料气加工技术。旋流后置型超声速分离器中的旋流器通常设置在扩压段前,易诱发正激波并破坏分离器内部低温环境,同时,激波难以控制。因此,拟通过优化超声速分离器结构的方式削弱激波的影响。方法①基于热力学和空气动力学的原理,提出了一种适用于旋流后置型超声速分离器的激波控制理论;②根据该理论设计了一种能够控制激波的跨旋流结构,建立了该结构的普适性设计公式;③通过数值模拟研究,分析了跨旋流结构的倾斜角度、渐扩段长度、旋流器的叶片扭转角度3个重要结构参数对激波控制的影响。结果当跨旋流结构的倾斜角度为3.3°、渐扩段长度为107 mm、旋流器的叶片扭转角度为120°时,分离器具有最佳性能。结论相比传统的旋流后置型分离器,添加跨旋流结构可以保证流体流通面积在渐扩段持续增加,从而实现对激波的有效控制,以提高分离器的冷凝和分离效率。
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关键词
超声速流动
激波控制
纯化
旋流后置
数值模拟
跨旋流结构
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Keywords
supersonic flow
shock wave control
purification
rear-swirl
numerical simulation
trans-swirl structure
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分类号
TE96
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名碳中和背景下氢气纯化技术研究进展
被引量:5
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作者
蒋文明
韩晨玉
刘杨
李玉星
刘翠伟
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机构
山东省油气储运安全重点实验室
中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院
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出处
《石油与天然气化工》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期38-49,共12页
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基金
国家自然科学基金(51904326,51406240)
山东省自然科学基金(ZR2019MEE105,ZR2019MEE011)
青岛市科技计划项目(19-6-1-87-nsh)。
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文摘
氢能作为一种高效的零碳能源,未来发展潜力巨大,是碳中和背景下新能源更迭的重要推动力。由于当前主流的制氢方式所产出的氢气均含有杂质,故纯化分离技术是氢能利用中的关键技术,纯化后的氢气可应用于各工业领域。综述了常用的变压吸附、低温分离、金属氢化物、膜分离、溶剂吸收5项氢气纯化技术的研究现状,同时介绍了超音速纯化氢气的新技术。分析了各项氢气纯化技术的工艺流程、使用设备、适用条件、纯化效果以及优势与不足,明确了当前各项纯化技术的研究热点及面临的挑战。最后对各项氢气纯化技术进行了总结,提出了氢气纯化技术未来发展的趋势与研究方向,为优化获得更高效、经济的氢气纯化技术提供有价值的参考。
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关键词
高纯氢
纯化
分离
膜
吸附
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Keywords
high-purity hydrogen
purification
separation
membrane
adsorption
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分类号
TQ116.2
[化学工程—无机化工]
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