非等温长输管线稳态泄漏计算模型

为了客观准确地计算燃气管道泄漏时的泄漏率、泄漏孔口内外温度和压力分布,通过对长输管线微元段燃气压缩因子、摩擦系数、泄漏系数、压力修正系数以及温度修正系数的分析讨论,结合现有泄漏模型,建立了非等温条件下的稳态管道泄漏小孔、管道及大孔模型．对大孔模型泄漏过程,提出了综合三状态模式及具体两状态模式．通过对非等温条件下3种泄漏模型计算结果的比较,得出小孔模型适用于孔径比约为0．15的泄漏,管道模型适用于孔径比约为0．9的泄漏,而大孔模型在各种泄漏孔径下均比较适用,所得计算结果均合理可靠．

非等温条件下天然气管线稳态泄漏计算模型研究

基于非等温条件下天然气管道的稳态泄漏,对国内外现有天然气管道泄漏模型的关键参数进行修正,建立了长输天然气管道小孔泄漏、管道泄漏和大孔泄漏模型。针对长输天然气管道泄漏三种状态提出两状态模式并通过实证分析,该模型能更准确地表征管道泄漏量、泄漏孔口内外温度和压力分布等实际情况。d<15%D时,运用小孔模型进行计算更符合实际;85%D<d时,应用管道模型进行计算更合理;20%D<d<100%D时,可使用大孔泄漏模型计算。

燃气管网非等温稳态计算方法研究

随着我国天然气供需持续增长,天然气及其输配系统关系到国家能源的安全供应,而燃气管网的水力计算是燃气输配系统中的一项重要内容,目前城镇燃气管网水力计算主要采用等温稳态模型,由于其忽略了燃气在流动过程中与管道外土壤间的热量交换,导致计算结果与实际运行数据相差较大。因此,文章在燃气管网非等温稳态状态下,提出了节点非管元件数学模型,并对城镇燃气管网非等温稳态计算模型方程的封闭性进行了分析,给出了算例,最后采用Newton-Rapshan迭代法进行计算,并将其计算结果与PipeLine软件相比,结果表明,最大相对误差较小,验证了节点非管元件数学模型的适用性。

高压燃气管网非等温稳态模型“Newton-Rapshan”迭代法计算分析

本文利用欧拉差分格式对高压燃气管网非等温稳态数学模型离散,采用Newton-Rapshan法对多点边界值条件下非等温稳态数学模型进行求解。通过与Pipeline软件计算结果对比,最大相对误差小于6%,验证了方法的可行性。

环状燃气管网非等温稳态流动计算分析

针对当前数学模型不适用于燃气环状管网的问题,基于燃气管网非等温稳态数学模型建立了汇流三通非管元件数学模型,对管网非等温稳态数学模型的方程封闭性进行了分析,给出了算例并进行计算。其计算结果通过与Pipeline软件计算结果对比,最大相对误差仅为0.29%,验证了汇流三通数学模型的适用及可操作性。

基于非稳态DPM模拟研究长压短抽式掘进面粉尘运移规律

建立了长压短抽式通风条件下掘进面巷道模型,采用非稳态离散相模型研究吸风口安设于掘进机上部条件下,巷道内粉尘实时运移与分布规律。模拟结果表明,掘进机附近巷道内存循环风流区域,使得粉尘由掘进机后侧和旁侧流经掘进断面;掘进巷道前部存在高浓度粉尘聚集区域,最高粉尘浓度达到1400 mg/m3以上,开启除尘风机60 s后可使前部粉尘平均浓度由1120 mg/m3降低至815 mg/m3,降幅27%;前50 m巷道内的平均粉尘浓度可由578mg/m3降至268 mg/m3,降幅达53.6%,该布置方式下总体除尘效果良好。

色关联的色噪声驱动的双稳杜芬模型的稳态分析

研究了由色关联的色噪声驱动的双稳杜芬模型的稳态概率密度函数及状态变量的均值和标准方差.首先应用一致有色噪声近似方法,推导出了具有色关联的色噪声驱动的双稳杜芬模型的稳态概率密度函数的解析表达式.分析了噪声的“有色性”及关联性对稳态密度函数和状态变量的均值、标准方差的影响,发现了一些由白噪声激励的杜芬模型中不会出现的新的非线性现象:加性噪声强度、噪声之间的关联系数和关联时间都能够诱导非平衡相变.

非等温二氧化碳管道稳态和瞬态运行仿真方法

二氧化碳管道输送被认为是大输量、长距离二氧化碳运输的最经济、高效和安全的方式。在对二氧化碳管道的规划设计或运行管理过程中,都需要对二氧化碳管道系统的水力热力稳态或非稳态运行过程进行仿真。提出了非等温二氧化碳管道系统稳态和非稳态运行仿真方法,首先基于PR(Peng Robinson)状态方程和热力学微分关系式得到二氧化碳管道运行仿真所需的物性参数计算表达式,然后提出了基于解常微分控制方程组的稳态运行仿真方法和基于时间递推和隐式中心差分法的非稳态运行仿真方法,构建了稳态和非稳态仿真数学模型,基于Newton-Raphson算法求解数学模型,得到二氧化碳管道运行参数的时空演化规律。基于本文中提出的仿真方法和OLGA仿真软件,比较和分析了气态和超临界态输送的二氧化碳管道稳态和非稳态运行仿真结果,稳态仿真结果中气态和超临界态管道系统沿程压力、温度的最大绝对误差分别为0.03 MPa、1.04 K和0.18 MPa、0.71 K,非稳态仿真结果中管道系统各节点流量和压力的最大相对误差分别为2.7%和2.9%。本文中所提出的非等温二氧化碳管道系统水力热力稳态和非稳态运行仿真方法可以为实际二氧化碳管道的运行调控和安全流动保障提供参考。

聚合物注射成型流动残余应力的数值分析

建立了可压缩黏弹性聚合物熔体在薄壁型腔中充模/保压过程中非等温、非稳态流动的数学模型,用数值方法实现了注射成型过程中流动应力和取向建立及松弛过程的模拟,研究了熔体温度、模具温度和注射速率等工艺条件对分子冻结取向的影响,取得了与实验相符的结果.

阴极催化层铂载量对低温启动过程的影响

为进一步探究阴极催化层铂载量对燃料电池低温启动过程中传质反应过程及宏观性能特性的影响机制,建立了质子交换膜燃料电池一维多相非等温非稳态低温启动模型,耦合了考虑氧气在催化层多组分中传质阻力的电化学反应动力学模型,考虑了电池多孔介质内水的输运及相变、电化学反应、电渗拖拽、热量传递等过程,研究了阴极催化层铂载量对低温启动过程中电池性能、水含量、冰的体积分数、电池温度等变化的影响。研究结果表明:过小的铂载量不利于低温启动过程的进行,但过高的铂载量又不利于电池性能的提升,0.1 mg/cm 2为最优铂载量;氧气从催化层孔隙向铂表面进行输运的过程存在时间效应;随着铂载量的增加,阴极催化层中冰的最初生成时间推迟,冰的生成速率下降;随着铂载量的增加,阳极催化层和阴极催化层中膜态水含量的分布梯度变小。