光学舱推进剂补加过程的热分析仿真与试验研究

推进剂补加是确保光学舱在轨长寿命工作的重要功能,补加过程面临的热环境条件比以往任务恶劣,全过程热控制十分必要。针对光学舱推进剂补加过程的复杂传热新问题,建立包含压气机、液冷模块和环路热管等部件的光学舱平台集成热数学模型,进行热分析仿真研究,并开展系统级热试验。对比高温和低温2种补加条件的瞬态热分析和热试验结果,研究传热关系和温度变化规律;针对热试验中垂直热管因重力因素从不运行至运行的瞬态过程,提出一种变热导率仿真方法;提出高温补加优化设计方案并进行在轨预示。结果表明:瞬态仿真结果与试验结果吻合良好,验证了热分析方法和仿真模型的准确性和有效性;在轨补加采用压气机本体预热并启动2套环路热管,压气机的最高温度≤34.1℃,预热总功耗50 Wh,满足指标要求。研究结果对于光学舱停靠空间站期间的推进剂补加流程设计具有一定参考价值。

乙烯装置裂解气压缩机段间冷却器腐蚀原因分析

乙烯装置压缩单元三段、四段段间冷却器E-3113、E-3114管束外壁腐蚀严重,影响了装置的长周期、安全运行。采用宏观腐蚀检查、化学成分分析、金相组织分析、腐蚀产物分析等方法对段间冷却器管束进行了腐蚀监检测分析,结果表明:管束进口部位结焦较多,局部管束表面腐蚀坑连接成片,导致管束表面腐蚀减薄严重,段间冷却器管束的腐蚀形式主要是酸腐蚀以湿硫化氢为主,腐蚀介质分压、管束表面结焦及相变区露点腐蚀共同促进了管束的腐蚀。采取了在一至四段段间冷却器壳程入口前加注中和型缓蚀剂的工艺防腐蚀措施,结果表明:段间冷却系统凝液平均pH值由采取措施前的5.23上升至采取措施后的7.91,并稳定控制在7.0~9.0,铁离子质量浓度小于1.0 mg/L,系统酸性腐蚀介质被中和,腐蚀减缓。此外,管束电涡流抽检结果表明,92%的换热管壁厚无明显减薄,且管束自2019年投用至今未发生腐蚀泄漏,系统工艺防腐蚀效果较好。

基于逆布雷顿循环的空气制冷机的优化与性能分析

本文提出将传统空气制冷机的绝热压缩过程改进为多管束空气压缩机进行等温压缩,分析了改进后基于逆布雷顿循环的空气制冷机的压缩过程、制冷循环过程以及性能系数。结果表明:相较于传统的空气制冷机,改进的空气制冷机压缩机出口温度可降低144.55K,做功可以减少52.48kJ/kg,性能系数(COP)可以提高0.375。如果考虑回收膨胀功,改进的空气制冷机COP可以达到1.33。

大功率离心式压缩机后空冷器喷雾降温数值模拟与性能提升

川渝地区骨干管网部分压缩机后空冷器在夏季高温环境中使用时出现了风扇直接降温效果不达标的情况,为此,研究了增加喷雾降温系统辅助后空冷器进行加速散热的方法进行辅助降温。采用ANSYSWorkbench软件构建后空冷器翅片管束的仿真模型,模拟了不同喷雾降温工况中翅片管束的流场变化,基于数值模拟分析结果,提出了后空冷器喷雾降温系统自动化控制方法。研究结果表明:喷雾量会直接影响后空冷器翅片管管壁换热系数及管内天然气冷却效果,可通过调节喷雾量的大小来控制出口处天然气温度;喷雾液滴直径越小,蒸发吸热效果越好,但会增加设备投资成本;增加喷雾降温装置后的翅片管束散热效果能够满足夏季天然气外输要求;采用喷雾降温系统自动控制方案能够优化设备运行过程,实现节能降耗。

氨系统换热器微漏的分析与处理

文章对氨气压缩机水冷器泄漏及氨冷器轻微泄漏进行了研究分析与判断,提出了长周期维持系统运行的工艺措施及建议,并利用液氨过冷器及新加临时负压分离罐双重并举的措施,延长了低温甲醇洗系统与氨系统在水冷器或氨冷器轻微泄漏时系统正常运行的方法。结果表明,液氨过冷器排液与增加负压分离器分离氨水与杂质的工艺措施可行,能够满足氨冷器在轻微泄漏时的安全运行。

无油螺杆空压机典型故障分析与研究

针对英格索兰SM110无油螺杆空压机日常运行出现的机头锈蚀、冷却器进口管线连接处断裂、主电机过载等典型故障,根据无油螺杆空压机的工作原理,深入分析空压机频繁出现故障原因,对空压机运行方式进行深入探讨,通过平衡压缩空气供耗气量的方式实现单台空压机连续加载运行,避免空压机频繁加载卸载,为无油螺杆空压机的典型故障处理和预防提供了新思路。

空压机冷却系统节能改造

针对空压机冷却系统存在水泵、风机功率大,用电、水单耗高和冷却器易结垢堵塞,运行风险、成本高问题,采用将原来水(自来水)—风露天集中式冷却塔(一用一备),改造升级为一台空压机配置一台小型水(纯水)—水(自来水)闭式冷却塔的措施,达到空压机正常运行时一级、二级排气温度小于35°C,用电量节约40000 kWh/月,用水量节约3000m^(3)/月的效果,每年可节约用电、用水和冷却器更换成本共计约73.2万元。

油冷却器及热虹吸油冷却系统设计

热虹吸油冷却系统被广泛应用于螺杆式压缩机组,为更好地指导热虹吸油冷却系统设计,本文采用HTRI对热虹吸油冷却系统和管壳式油冷却器进行设计计算,搭建热虹吸油冷却系统测试试验台,并进行试验验证。结果表明:利用HTRI计算油冷却器换热量的误差为4.6%,计算压降的误差为3.6%;随进液管内径和回气管内径的增大、静压头的升高,油冷却器的换热量逐渐增大,但是换热量的增大幅度逐渐减小。

雅克拉集气处理站稳定气压缩机空冷器变频改造

雅克拉集气处理站是中国石化雅克拉-大涝坝气田地面建设项目的重要组成部分,是集天然气处理、凝析油稳定和轻烃回收为一体的综合性凝析气处理站,于2005年11月建成投产,设计天然气处理量为260×104m3/d,凝析油处理量为17×104t/a。雅克拉集气处理站使用3台美国库伯公司生产的CFA34型稳定气压缩机组,设计机组额定一级排量490m3/h,二级排量750m3/h,三级排量2000m3/h;设计一级工作压力0.7MPa,二级工作压力2.3MPa,三级工作压力6.7MPa。压缩机采用三级压缩,冷却方式为空冷,各级压缩天然气共同进入空冷器进行冷却。针对稳定气压缩机空冷器电机调速恒定造成的不利影响,实施压缩机空冷器变频改造,有效解决了3台压缩机空冷器存在的安全隐患、电能浪费和产品收率下降等各类问题,实现了机组的平稳高效运行,提升了气体处理装置运行时效,节约了电能,降低了人员劳动强度。建议这一技术在同类油田企业推广应用。

板式换热器作为压缩机冷却器时的传热和流阻性能

以现场的压缩空气为实验工质 ,对压缩空气在人字形波纹板式换热器的传热与流阻性能进行实验研究。研究结果表明 ,与传统的光滑管弓形隔板换热器相比 ,板式换热器能非常有效地强化空气侧的膜传热系数。但是板式换热器的膜传热系数是花瓣状翅片管 (PF管 )螺旋隔板换热器的 30 %～ 4 0 % (以胚管外表面积计算 ) ,是低肋管螺旋隔板换热器的 4 0 %～ 50 % ,然而其压力损失却是PF管螺旋隔板换热器的 3～ 5倍 ,是低肋管螺旋隔板换热器的1.7～ 3倍。此外还从传热与流阻性能、传热效率、紧凑性和经济性等方面对板式换热器的整体性能进行了评价。

透平压缩机级间冷却器中具有可分凝组分气体混合物粘性系数和导热系数的计算

通过透平压缩机级间冷却器具有可分凝组分气体混合物迁移性质各种计算方法的比较、验证和选择 ,以及有关计算关联式较为精确的拟合 ,确立了合理有效的计算方法和混合法则。在相平衡计算的基础上 ,利用所确立的方法和FORTRAN程序对具有可分凝组分气体混合物的粘性系数和导热系数进行计算 。

整圆槽孔折流栅板和缩放管在中氮肥氮氢气压缩机级间冷却器中的应用

分析并探讨了目前国内氮氢气压缩机级间冷却器存在的问题与强化传热的途径 ,介绍了新型高效的整圆槽孔折流栅板缩放管冷却器的结构及其应用情况 。

氯气压缩机冷却器的腐蚀与防护

分析了氯气压缩机冷却器的腐蚀原因 ,要求控制好壳程中氯气的含水量 ;认为应用TH - 84

回热器填料布置方式对脉管制冷特性影响实验研究

考察了不同工作模式下 ,回热器填料布置方式对制冷机性能的影响和作用机理 ,结果表明 :在不同工作模式下 ,回热器填料布置方式对制冷性能的影响不尽相同。对于实验用单级 G-M型脉管制冷机 ,采用 2 k W压缩机 RW2驱动时 ,在小孔模式下 ,受调相能力的制约 ,回热器冷端采用铅丸代替不锈钢丝网 ,并不能进一步降低制冷温度 ,其制冷温度被限制在 3 0 K温区附近 ;而对于双向进气模式 ,最低制冷温度则从原来的 2 7K降低至 1 8.4K,相应的制冷量和 COP在所测温度范围内均明显增大 ,而且有效地避免了制冷温度不稳定现象的发生。

往复式压缩机冷却系统的研究

针对水冷式压缩机和风冷式压缩机冷却系统的组成、设计原则、特点和应用进行了研究,使往复式压缩机运行的高效性、经济性和可靠性等得到了保证,可作为压缩机设计和应用的参考依据。

跨临界CO_2汽车空调系统研究进展

综述了近年来这种空调系统在理论和实验研究方面取得的主要进展,包括系统各主要部件(压缩机、换热器和节流机构)的发展状况及研究的发展趋向。已有的研究表明,系统的COP存在最大值,而且与气体冷却器出口温度几乎呈正比关系;气体冷却器的出口温度和压缩机的效率是影响系统性能的主要因素;安装内部换热器可以提高系统的性能,尤其是在高压侧压力不高时;当高压侧压力较高时,与气体冷却器和压缩机相比,吸气换热器的影响几乎可以忽略不计。

无阀压缩机驱动两级脉冲管制冷机实验研究

介绍了国外最新开展的关于脉冲管制冷机的研究方向：无阀压缩机驱动的多级脉冲管制冷机。这种制冷机在未来的航天与军事方面有较大的应用价值。其特点是：输入功率小，工作频率高，体积小，重量轻。然后介绍了两种紧凑型结构的两级脉冲管制冷机实验结果。经过多次改进，发现了无阀型多级脉冲管的一些特性；实验得到了２５Ｋ的最低温度。

一种基于弹性膜片的脉管制冷机

本文将介绍一种基于弹性膜片的斯特林脉管制冷机。该系统采用传统的油润滑活塞式压缩机作为驱动,用一种弹性膜片阻止润滑油进入制冷机,同时保证压缩机产生的压力波顺利传入制冷机。该系统在脉管制冷机入口和双向进气阀之间安装有另一弹性膜片,切断了脉管制冷机内引发直流的回路,彻底消除了直流流动。该制冷机系统在25 Hz,2.1 MPa压力下获得了29.8 K的最低制冷温度。

自由活塞斯特林制冷机间隙密封技术研究

间隙密封作为自由活塞斯特林制冷机中的一项关键技术,可以在完成密封作用的同时消除接触磨损和因此而产生的污染,同时由于间隙内气体的泄漏,引起了冷量损失,使制冷量减少。文中建立了层流工况下间隙密封的数学模型,推导了密封间隙的泄漏率。针对自由活塞斯特林制冷机的结构,对三处不同位置的间隙密封分别进行分析,提出了不同位置的间隙密封设计要求。对于直线压缩机的间隙密封,压缩机间隙密封的泄漏会带来压力波损失并同时影响压缩机固有频率;为消除压缩活塞的偏置,要求周期泄漏量为零,对于膨胀机的间隙密封,除了泄漏损失还包括了穿梭损失和摩擦损失等。最后,考虑实际加工和装配工艺的局限性,对间隙密封的偏心影响进行了分析,并对自由活塞斯特林制冷机间隙密封的安装技术和检测手段提出了简单的建议。

高温区大冷量脉管制冷机优化设计与实验特性

设计了一台名义制冷量为50 W/170 K的大冷量脉管制冷机,采用对置活塞式动磁线性压缩机驱动,冷指的蓄冷器和脉管部件为同轴布置,采用惯性管-气库组合的被动调相机构。根据电磁-机械-声耦合场原理,建立了脉管制冷机动力学模型,对负载下的压缩机特性进行了动态仿真。为达到整机的谐振状态,对压缩机质量-弹簧系统进行了调整。整机质量(不含电控部分)小于12 kg。在230 W输入电功下,能够获得50 W/170 K的制冷性能,电机效率92.7%,整机比卡诺效率16.5%。150～200 K温区范围内制冷机比功(输入电功/制冷量)小于5W/W,额定输入功下,200 K温区能够获得90 W的最大制冷量,该制冷机可以用于航天大型红外焦平面阵列的冷却,同时为-60～-20℃制冷温区的商业低温冰箱低温冷源的选择提供了参考。