低温推进剂贮箱内自增压过程仿真分析研究

为研究低温推进剂贮箱漏热造成贮箱内压力升高和低温推进剂液相热分层现象,利用用户自定义函数(User-Defined Functions,UDF)对低温贮箱内工质的能量源项、气液相的质量源项以及相变饱和温度等变量进行了解释。结合VOF(Volume of Fluid)模型,以及在Fluent软件所建立的低温工质材料模型,实现了低温液氮和液氪贮箱内自增压过程的仿真。重点分析了不同的气体模型和液相密度模型组合对自增压预测曲线的影响。对比仿真值和理论值发现:使用实际气体模型(Redlich-Kwong-Soave model,R-K-S model)和Boussinesq近似液相密度模型得到的压力值更接近理论压力值。此外,对不同重力环境和不同充注率的实验工况进行了仿真,得到了环境重力和充注率对低温液氪贮箱自增压过程的影响规律。

车载液氢瓶瓶内自增压过程热力耦合特性研究

考虑气液相变作用、流固耦合传热及支撑结构非均匀漏热条件,建立了描述车载液氢瓶瓶内热质传递过程的全三维数值模型,分别对30%与70%充注率下液氢瓶瓶内自增压过程开展仿真研究。研究结果表明:初始液位对液氢瓶气枕增压规律有显著影响,与30%液位工况对比,70%加注液位下增压速率明显更快,二者在5000 s内平均压升速率分别为8.562 kPa/h和13.168 kPa/h;自增压过程中,由于液面处产生的蒸发气体向气瓶顶部聚集过程中将热量不断携带至气枕区,气相温升速率明显高于液相;液氢瓶内流体在近壁面处易形成许多涡流,且界面处产生的蒸发气体有贴壁扩散的趋势。

一种民用飞机液压系统自增压油箱容积计算方法

选择合适的油箱容积是保障液压系统正常工作的必要前提,为了能够合理计算民用飞机自增压油箱的容积,基于SAE AS5586飞机液压系统油箱通用设计要求,介绍并分析飞机液压系统工作中作动筒、蓄压器以及油液物理特性等所产生的变化容积的计算方法,提出一套循序渐进的油箱容积计算方法以求得油箱设计所需的各类容积值;以某型飞机液压系统油箱容积计算为例,通过对极冷极热天气条件下各飞行阶段的油量分析,并和机上油箱油量记录曲线对比,验证提出的容积计算方法的有效性。结果表明:该型飞机液压系统油箱容积在全飞行阶段均能满足要求,本文所提油箱容积计算方法可行,可用于类似液压系统油箱容积计算。

自增压器初始增压过程的研究

阐述了低温储罐注液后自增压器的初始启动过程及其设计原理 ,提出了设计步骤并进行了试验研究和公式推导。得出了低温液化气储罐自增压器的部分结构参数对启动过程的影响趋势。

车载LNG气瓶稳定供气及自增压气化量分析

LNG汽车供液系统主要采用自增压方式输送液体。考虑到车载LNG气瓶内液位下降而引起供液动力不足,致发动机燃料无法稳定供给,提出了气瓶稳定供气的条件。并建立了稳定供气过程中,空温式气化器气化量与发动机燃料流量的关系式,为LNG汽车自增压系统设计提供了参考。

N_2O单组元微推进系统贮箱自增压特性

建立了氧化亚氮(N2O)贮箱自增压地面试验系统,针对亚牛级氧化亚氮单组元微推进系统的推进剂自增压供给过程开展了初步测试试验.基于三区域集总参数物理模型建立了氧化亚氮单组元微推进系统贮箱自增压数学模型,针对相同试验条件下的贮箱自增压过程开展了数值模拟,模拟结果与试验数据吻合较好,验证了仿真模型的准确性.仿真及试验结果均表明,为了确保推力器工作全过程中推进剂供应稳定,在亚牛级氧化亚氮单组元微推进系统的自增压过程中需要对氧化亚氮贮箱进行热量补偿来保证贮箱压力的稳定性,而贮箱压力下降速度分别随着贮箱初始充填率的减少、贮箱容积的减小及氧化亚氮质量流率的增加而增大.

自增压式能量回收装置的开发与效能分析

针对中小型海水/苦咸水淡化系统简化工艺、降低能耗的要求,在海水淡化阀控式能量回收装置的基础上,设计开发了一种自增压式能量回收装置.该装置利用差压式水压缸替代阀控式装置中原有的等径压力交换缸,实现能量回收功能和压力提升功能的有机结合.将自增压式能量回收装置与纳滤脱盐系统耦合,在进水水质为苦咸水(1.06%)、操作压力为2.0 MPa条件下研究分析了自增压式能量回收装置与纳滤脱盐系统的耦合运行特性及对系统节能降耗的贡献.结果表明,自增压式能量回收装置现场运行稳定性良好,能量回收效率为95.55%,与未配备自增压式能量回收装置的系统相比,节能降耗贡献率达27.61%,与配备阀控式能量回收装置的系统相比,不仅简化了工艺,而且降低了系统投资和产水能耗.

液化天然气(LNG)槽车自增压空温式汽化器的设计计算

由于地理、用户使用条件和峰段要求的限制 ,LNG槽车在输送天然气方面有着巨大的市场需求 ,是管道输配的重要补充手段。LNG槽车往往需要在没有外加机械动力的情况下 ,依靠配套的增压汽化器提供压力源 ,采用顶部气相空间加压方式卸载液体。槽车常配用的汽化器有空温式汽化器和水浴式汽化器两种形式 ,空温式汽化器使用空气作为热源 ,节约能源 ,操作费用低廉。对于长江三角洲地区 ,常年气候温和湿润 ,最低气温在零度以下的天数屈指可数 ,使用空温式气化器完全满足生产要求。文章介绍LNG槽车自增压空温式汽化器的设计计算 ,其中包括天然气气相和液相物性的计算方法 ,以及空温式汽化器的热力计算。然后给出空温式汽化器的换热面积和结构尺寸等设计参数。

套管外封隔器自增压式双卡高压层固井技术及应用效果

为有效地抑制大庆油田三次加密调整井高压层流体的溢出,提高固井质量,研发了套管外封隔器自增压式双卡高压层固井技术。该技术可实现井筒环空介质压力和体积增值,显著降低油井采出液含水率。该技术进行了104口井的试验,对其动态数据采集分析表明:采出液的油水比由1.00∶8.10变为1.00∶4.18,含水率降低了7.74个百分点。

液氮贮箱自增压实验与数值仿真

为研究低温推进剂在常温下的自增压过程,设计了以液氮为模拟介质可视化低温玻璃贮箱自增压实验系统,研究了自增压过程压力和温度的变化规律及体积充填率对压力和温度变化的影响。实验结果表明:气枕区和液体区存在显著的轴向温度分层,液体区温度的上升速率低于压力引起饱和温度的上升速率。压力上升分为有典型意义的三段:初始段、过渡段和稳定段,稳定段的压力上升速率随体积充填率增加而增加。液体区的对流运动在自增压过程受到抑制,气液界面逐渐进入准静止状态。并以实验测得温度作为边界条件,采用流体体积(VOF)模型对整个自增压过程进行了175 s的数值仿真。仿真得到的压力曲线变化规律与实验结果基本一致,稳定段的压力上升速率是实验值的1.58倍。本文得到的自增压物理参数变化规律,为低温推进剂的贮存和贮箱的热防护设计提供参考。

基于遗传算法的自增压汽化器优化设计

通过分析自增压汽化器的传热模型,应用遗传算法对自增压汽化器进行了优化设计;讨论了算法的优化步骤,并以自增压汽化器总长度最小为目标进行优化,得到1组翅片管的结构参数。实际算例结果表明,采用遗传算法进行自增压汽化器的优化设计切实可行,遗传算法寻优快捷、可靠,为同类汽化器的优化设计提供了参考。

船用液化天然气燃料储罐自增压特性分析

根据某船用C型LNG燃料储罐技术参数建立储罐内部热力学模型与增压管路系统传热及流动模型,采用单一变量法计算分析LNG组分、环境温度、初始压力、初始充注率对储罐内压力变化的影响规律,采用Matlab软件进行多元线性回归分析,结果表明,初始充注率和初始压力是船用燃料储罐自增压过程的关键影响因素,环境温度对自增压过程影响不大,天然气组分对船用燃料储罐影响可忽略不计。

强迫润滑冷拉拔自增压性能研究

对实现无缝钢管强迫润滑冷拉拔工艺中的关键部件──增压管的几何参数，采用了流体动力学的理论进行了分析研究。研究结果显示，在增压管较短的情况下，通过合理选择增压管的锥度可得到相当高的润滑压力。

一种自增压式醇基民用燃料灶具工作机理的研究

自增压式醇基燃料灶具有一种将燃烧器与燃料箱合二为一形成一个密封腔体的灶具。本文论述了这种灶具的工作机理，提出了改进灶具结构的一些工艺措施。

LNG卫星站自增压时间影响因素研究

LNG卫星站主要采用自增压的液体增压方式,其自增压能力大小主要取决于增压时间。以LNG卫星站储罐作为研究对象,对比4种低温液体无损储存热力学模型,选择三区模型进行计算,采用一阶向前差分实现方程离散化,并基于遗传算法进行程序设计,进而计算得到了不同储罐起始压力、储罐充满率以及增压气体温度下的储罐增压时间变化。结果表明,随着储罐所需压力上升,3种因素对储罐增压时间的影响效果有着不同程度的提升,其中储罐充满率对增压时间影响较为明显,最高可缩短78.4%的增压时间。

液化天然气储罐自增压系统不工作原因分析

简单分析了在对液化天然气(LNG)储罐进行介质倒罐的过程中,储罐自增压器不工作的原因,并提出了相应对策。

自增压高压泵小型淡化机工艺与控制系统设计

自增压高压泵小型淡化机具有能量回收效率高、全自动操作、便于安装、集成化程度高等优点。本文详细介绍了装置的工艺流程和控制系统的设计,其中控制系统硬件部分由集成触摸屏与PLC电控箱组成,软件部分包括人机界面组态软件和PLC编程软件。控制系统可调节关键点位的压力、流量等参数,使整个工艺过程按逻辑顺序进行,并实现装置的自动启停、连锁保护、故障报警及数据记录管理等功能。

差动活塞式燃气自增压系统参数设计方法

针对基于单组元肼类物质为工质的液体姿轨控发动机差动活塞式燃气自增压系统,分析了系统的工作原理,提出了系统的参数设计方法,建立了系统的参数设计流程,给出了系统的起动压力计算模型和自锁状态计算方法,并进行了实例研究。结果表明:系统最低起动压力与压力放大贮箱气体腔初始体积、活塞摩擦力和推进剂贮箱初始气垫体积直接相关;系统自锁后,推进剂贮箱压力的设计状态受推进剂贮箱所允许的最大压力上偏差和流量调节器与推进剂贮箱间的压降所约束;推进剂贮箱的工作压力范围是可以根据需要通过燃气自增压系统的设计来保证的。

LNG燃料汽车储罐自增压及供气特性

研究了车用液化天然气储罐自增压过程以及稳压供气特性,研究表明液化天然气储罐在自增压过程中储罐压力以及气腔气体温度稳步上升,而液腔主体液体温度基本保持不变。在稳压供气过程中,主要分析影响储罐压力波动的因素,因为压力波动频率太快不利于压力调节系统的准确控制和使用寿命。分析结果表明工作压力范围太窄以及汽车行驶震动越剧烈都将引起储罐压力波动频率的加快。

差动活塞式热气自增压系统优化设计(英文)

为了进行应用于液体姿轨控动力系统的差动活塞式热气自增压系统优化设计,研究了一种基于遗传算法的优化设计方法。该系统由起动药盒、压力放大贮箱、流量调节器、燃气发生器和管道等组成。文中提出了在给定要求、约束和假设条件下进行系统总质量和起动时间的有约束多目标优化任务;建立了系统总质量、轴向尺寸、径向尺寸和系统性能参数的计算模型;采用归一加权法、惩罚函数法以及遗传算法求解了有约束多目标优化问题。根据帕累托前沿解,系统总质量的加权因子在[0.4,1.0]内变化时,可以得到优化结果。为了得到系统参数作为单目标的优化结果,本文进行了系统单目标优化,系统总质量、起动时间、质心漂移、轴向尺寸和径向尺寸各自作为优化目标可分别降低23.17%,34.40%,84.10%,62.28%和4.14%,增压效率可提高0.42%。分析了设计变量对系统参数的影响,结果表明压力放大贮箱气体腔初始体积、液体腔直径和起动药盒固体推进剂质量是影响系统参数的主要设计变量。