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题名氢气和天然气在静态混合器中的掺混模拟
被引量:10
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作者
苏越
李敬法
宇波
赵彦琳
李建立
韩东旭
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机构
中国石油大学(北京)·机械与储运工程学院
北京石油化工学院·机械工程学院并氢能研究中心
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出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期113-122,共10页
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基金
国家重点研发计划项目“氢能技术”重点专项“中低压纯氢与掺氢燃气管输工艺与掺氢设备研发”(编号:2021YFB4001602)。
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文摘
在氢能的众多输送方式中,将一定比例的氢气掺入天然气中并利用在役天然气管网进行输送,是一种经济高效的输氢方式。氢气和天然气的掺混均匀度直接影响到后续掺氢天然气的燃烧特性和用气安全,其中随动流量掺氢设备中的静态混合器是氢气和天然气的主要掺混场所,其有效性决定了混合气体的掺混均匀度。为此,采用数值模拟方法研究了氢气和甲烷在随动流量掺氢设备中不同类型静态混合器内和不同工况下的掺混过程,分析了静态混合器压力、掺氢比、气体流速、扰流元件类型、导流元件进气方向等主要因素对氢气和甲烷掺混效果的影响。研究结果表明:(1)静态混合器压力、掺氢比和流速的增大会提升氢气和甲烷的掺混均匀度,但影响较小;(2)扰流元件对掺混均匀度具有决定性作用,相同工况下LPD型静态混合器具有最好的气体混合效果,可基本实现氢气和甲烷完全混合;(3)当扰流元件合理布置时,导流元件的氢气进气方向对掺混均匀度几乎无影响。结论认为,该研究结果可为城镇掺氢天然气管网输送中氢气与天然气的高均匀度掺混技术提供技术参考,有助于氢能产业的快速安全发展。
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关键词
掺氢天然气
静态混合器
气体混合
掺混均匀度
掺氢比
氢能运输
数值模拟
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Keywords
Hydrogen-blended natural gas
Static mixer
Gas mixing
Mixing uniformity
Hydrogen blending ratio
Hydrogen energy transportation
Numerical simulation
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分类号
TQ116.2
[化学工程—无机化工]
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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