焦耳-汤姆逊系数的实验测定

焦耳-汤姆逊效应广泛应用于生产生活中,焦耳-汤姆逊系数能定量表达气体温度随压力的变化,在调研实验基础上,率先搭建了一套焦耳-汤姆逊系数测定实验装置,并测定了二氧化碳、氮气的焦耳-汤姆逊系数,实验结果表明,所测定的二氧化碳和氮气的焦耳-汤姆逊系数数值与文献值吻合。

焦耳-汤姆逊系数计算方法研究

对气井井筒温度预测时所必需的焦耳 汤姆逊系数的计算方法进行进一步研究 ,推出了焦耳 汤姆逊系数计算公式 ,指出了计算焦耳 汤姆逊系数的关键在于定压下压缩因子对温度的偏导数。以立方型状态方程通式为基础 ,该通式中的系数取不同值可变为VDW、RK、SRK、PR方程 ,推出了定压下压缩因子对温度的偏导数。最后预测了不同压力、温度下甲烷的焦耳 汤姆逊系数 ,通过和实测值的对比 ,分析了产生误差的原因 ,给出了计算焦耳 汤姆逊系数时选择状态方程的依据。

计算天然气焦耳-汤姆逊系数的BWRS方法

使用BWRS状态方程,推导出了计算焦耳-汤姆逊系数的完整公式,给出了详细的计算步骤。实例计算表明,BWRS方法对单组分烃类气体、单组分非烃类气体和由烃类组分与非烃类组分组成的天然气均适用。与LKP方法和SRK方法相比,BWRS方法计算简单,精度较高,可以为输气管道和天然气轻烃回收中的节流温降计算提供理论依据。

空气静压润滑焦耳-汤姆逊系数的计算方法

在空气静压润滑中由于空气具有黏性,在其流过狭窄通道时与壁面摩擦,压强将降低,温度会发生变化,从而导致工作面变形和气膜刚度变小,因此在精度要求高的应用场合,就不能忽略温度的影响,而计算空气节流前后的温度变化量,需得到空气的焦耳-汤姆逊系数。分别利用立方型状态方程和BWRS方程对不同供气温度和供气压力下空气的焦耳-汤姆逊系数进行计算。结果表明:RK方程和SRK方程求得的结果相差甚小;各方程具有相同的变化趋势,随着供气温度的升高和供气压力的增大,空气的焦耳-汤姆逊系数都将减小,其中供气温度对空气的焦耳-汤姆逊系数影响比供气压力更大。

CO_2气体等焓膨胀的焦耳-汤姆逊效应

运用van der Waals状态方程讨论焦汤系数和转换温度,通过对CO2实际气体等焓膨胀的焦汤系数及转换温度与van der Waals理论值比较发现,CO2实际气体的焦汤系和转换温度与理论值偏差不大,基本能反映实际气体的焦耳-汤姆逊的各种基本关系,可应用于一般热力学的定性分析。

由焦耳-汤姆逊效应讨论所引起的思考

对一些文献中对"节流过程是等焓过程"这一观点进行分析,指出其存在的不妥之处以及热力学基本方程应用中存在的一些问题.通过对"焦耳-汤姆逊效应"、节流膨胀的热力学特征等理论的一系列讨论引发思考,提出了具体的解决办法,从而加深人们对真实气体内能的认识.

以p,V_(m)为参数的范德华气体的焦耳-汤姆逊系数及μJ-T-p-T图像

现有主要物理化学参考资料中较少讨论状态参数对范德华气体节流膨胀的影响,因此本文以压力和体积(p,V_(m))为参数初步讨论了范德华气体的焦耳-汤姆逊系数μ_(J-T),并在此基础上,以氮气为例,利用范德华方程将p,V_(m)参量转变为p,T参量,得到了μ_(J-T)-p-T三维图像和二维等高图,更直观地反映了状态参数p,T对μ_(J-T)的影响。

干气密封的实际气体焦耳-汤姆逊效应分析

干气密封系统中气体通过过滤器、阀门、孔板和密封端面等组件时会发生焦耳-汤姆逊(JT)效应,可能导致密封气温度降低,甚至出现液相凝析。焦耳-汤姆逊效应一般通过焦耳-汤姆逊系数来反映。针对干气密封常面临的氢气、氮气、空气和二氧化碳,利用VDW方程、RK方程、SRK方程和PR方程4个经典状态方程(EOS)分别计算了相应的焦耳-汤姆逊(JT)系数,并与文献实验数据进行了比较,选择最佳状态方程作出各气体的JT系数曲线和焦耳-汤姆逊反转曲线(JTIC),并利用编程计算出空气和氮气通过干气密封端面时,由于JT效应引起的气体温降。结果表明:实际气体的焦耳-汤姆逊效应,对干气密封的节流环节会产生重要影响。常温条件下,氢气发生致热效应,而氮气、空气和二氧化碳气体发生致冷效应。采用4种状态方程计算焦耳-汤姆逊系数时,RK方程的平均相对误差和最大相对误差最低且分别小于4%和10%。干气密封气体的实际气体焦耳-汤姆逊效应能引起较大的温度变化,其中气体介质压力比介质温度对温差的影响更大。压力较小时JT效应引起的温降可以忽略。

高压容器泄漏中发生的焦耳-汤姆逊效应研究

压缩天然气的海上运输技术由于其经济效益而即将走向商业化。在运输船上的压强高达25 MPa的压力容器是其设计的重点。破前漏准则是维护压力容器完整性的一个重要方法。然而,在压力容器泄漏中发生的焦耳-汤姆逊效应所导致的裂纹周围金属温度的降温可能会影响到破前漏准则的有效性。对在压力容器的泄漏中发生的焦耳-汤姆逊效应做了相关的试验研究。因氩气不易燃烧且具有与甲烷相似的焦耳-汤姆逊系数而被选作试验气体。设计一个全新的用于压力容器泄漏试验的焦耳-汤姆逊测试系统。根据美国机械工程师学会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)锅炉和压力容器规范设计和加工一个试验用的压力容器。采用液氮断裂方法在一块测试板上制作一个与自然裂纹相似的贯穿裂纹。在30℃的环境温度和9.1 MPa的最大内部压强下,测试板外表面沿裂纹方向测得的最低温度是12.5℃,沿裂纹对角线方向测得的最低温度是7.9℃,裂纹出口处得到的氩气的温度是-9.2℃;测试板内表面沿裂纹方向测得的最低温度是15℃,容器内部裂纹附近测得的氩气的温度是-7.1℃。试验结果表明,在整个测试过程中,测试板内外表面的温度沿裂纹不同方向的变化趋势基本上一致。

瓦斯泄压过程中的焦耳-汤姆逊效应

针对气体节流膨胀热力过程在工程系统运行中的安全问题,对瓦斯泄压过程温度-压力的焦耳-汤姆逊效应进行了试验和理论研究,并理论预测了煤与瓦斯突出过程中泄压口气体升温规律。研究结果表明:由于瓦斯泄压节流效应,泄压气体温度迅速升高,充气罐内瓦斯压力越接近泄压罐内瓦斯压力,泄压罐内气体温度升高越慢。在改进Berthelot状态方程中甲烷的引力项温度指数n取值0.625为佳。采用焦耳-汤姆逊效应理论计算得到的瓦斯泄压过程泄压罐内温度变化规律与实测结果基本一致,进而理论预测煤与瓦斯突出且瓦斯压力为0.5、0.74、1.0 MPa时,泄压口气体温度分别升高22.99、33.87、45.35 K。

使用状态方程计算天然气焦耳-汤姆逊系数

当气体在管道中流动时,遇到阀门、孔板等节流元件,由于压力显著降低形成节流现象,需要通过焦耳-汤姆逊系数预测温度的变化。对具有代表性的立方型状态方程,即Re dlich-Kw ong (RK)、 Soave-Re dlich-Kw ong (SRK)、 Pe ng-Robins on (PR)状态方程,以及多参数状态方程即Be ne dict-We bb-Rubin-Starling (BWRS)状态方程和对比态原理状态方程即Le e-Ke s le r-Plocke r (LKP)状态方程进行了焦耳-汤姆逊系数相关偏导数的推导,并给出了计算过程中涉及到的温度的一阶导数da/d T和Tda/d T公式及其单组分计算公式和多组分的混合规则。由具有代表性的状态方程推导出焦耳-汤姆逊系数公式,便于工程设计计算中使用。

非广延热力学中的焦耳-汤姆逊系数

研究了非广延热力学中的焦耳-汤姆逊系数,得到了非广延焦耳-汤姆逊系数的2种表达式,分别与非广延气体的热容量和膨胀系数相联系,并且讨论了反转曲线的相关问题.通过已经得到的一些相关物理量的表达式进行计算,可以得到这些非广延热力学公式与传统热力学中的公式具有不完全一样的形式,而且强烈依赖于非广延参数q,因此可以应用于研究具有幂律分布复杂系统中非广延气体的节流膨胀过程,可以解决传统统计力学的节流过程中一些不能解决的问题.

计算焦耳-汤姆逊效应转换温度的一种方法

在传统的《热学》教材中,通过先分别考虑分子引力作用产生的影响和分子斥力作用产生的影响,再综合考虑分子力作用产生影响的方法推导焦耳-汤姆逊效应的转换温度,得到的理论值与实验值相差较大.给出了计算焦耳-汤姆逊效应转换温度的一种方法,由这种方法得到的理论值与实验值相差较小.

基于焦耳-汤姆逊效应的压力容器泄漏模型和数值仿真

提出了一种方法用来模拟在狭窄的裂纹中泄漏的高压氩气所发生的焦耳-汤姆逊效应引起的热传递过程。当前,压力容器的破前漏设计规范并没有考虑泄漏过程中此效应所导致的低温以及伴随的金属断裂韧性的退化。提出了一种单向耦合的模型来计算气体在泄漏中的压强和温度的降低,进而模拟出金属的温度变化;选择了准确度比较高的雷德利希-邝氏状态方程[1]来评估气体在泄漏过程中的温度;采用由Adams等[2]改进的Petukhov关系式[3]来评估气体的传热系数。对于起始温度30℃和压强91 MPa,模拟得到的测试板上裂纹周围的最低温度为13.8℃。设计了一个试验装置并在相同条件下进行测试得到的测试板上的最低温度与模拟得到的结果很好的吻合。

气体静压小孔节流焦耳-汤姆逊效应的测试研究

节流器在工作中由于高压气体与壁面的摩擦,导致气体的压强与温度同时发生变化,进而影响节流器性能,因此研究节流过程中压强与温度的变化有助于分析节流器特性。通过建立基于焦耳-汤姆逊效应的节流器小孔节流温降与压降理论模型,进行理论计算,并搭建实验装置完成相关的实验验证。实验结果表明:1)理论值与实验值在气膜厚度、进气口压强的相关性上具有一致性;2)理论值与实验值在三种节流器基本曲线的特征上具有一致性。证明该理论模型在气体静压小孔节流焦耳-汤姆逊效应研究存在有效性,为节流器节流孔的设计以及供气压强与气膜厚度的选择提供理论基础。

水的焦耳-汤姆逊效应对井筒温度的影响

在通过地层和孔隙的流动过程中由于压力的下降而引起注入水的热效应,此热效应将影响流动期间井筒附近地层的温度分布。由于热传导,水的焦耳-汤姆逊热效应也将影响到关井之后的井筒温度分布。因此,本文用数学模型的方法研究了水的焦耳-汤姆逊效应对井筒温度的分布有着重要的影响。

管输CO_2焦耳-汤姆逊系数计算方法

在CO_2管输过程中,为了保障管道的安全运行,需要准确预测其节流特性,以防节流后管道发生冻堵。从分子角度分析了不同相态CO_2节流效应机理,利用多元非线性回归方法提出管输CO_2焦耳-汤姆逊系数计算方法。该计算方法包括3种相态的管输CO_2焦耳-汤姆逊系数计算公式,形式简单,计算速度快,具有更好的工程利用价值。使用实验数据对经验公式的准确性进行了验证,在管输工况下其平均相对误差为10.63%。该计算方法为CO_2管道设计与运行过程中的节流温降计算提供了参考。

基于HYSYS的焦耳—汤姆逊效应实验装置设计与模拟分析

对焦耳—汤姆逊效应实验装置进行设计,利用化工流程模拟软件HYSYS对该效应进行理论模拟研究与分析,得到多种焦汤系数的影响参数及因素,确定并分析各因素与焦汤系数之间的关系,绘制出各种影响因素条件下的节流出口压力—温度曲线及焦耳—汤姆逊系数曲线。

范氏气体状态方程与焦耳——汤姆逊效应的转换温度

本文分析了传统的热学理论中理想气体状态方程和范德瓦尔斯方程所对应的焦—汤效应的转换温度,提出并建立了一个更符合实际气体特点的状态方程。并针对这个实际气体方程,依据焦—汤效应的等焓性质推导出该方程对应的焦—汤效应的转换温度,得到的理论值与实验值相差较小,说明此方程更加接近实际气体的性质,是一个更加优化的实际气体状态方程。

中小油气田回收凝析液的深冷焦耳—汤姆逊装置

<正> 概述近年来,由于膨胀机的发展,从油田伴生气和天然气中回收凝析液的新建装置,大多采用膨胀机。但是,据国外报导,对处理量低于28.3万米~2/日的天然气加工厂,用膨胀机法回收凝析液是不经济的。