收缩-扩张喷管内高含硫天然气超声速流动特性研究

收缩-扩张喷管内高含硫天然气超声速流动特性研究

论文摘要

为明确采用收缩-扩张喷管来实现天然气中H2S气体凝结与液化的可行性,对CH4-H2S双组分在收缩-扩张喷管中超声速流动液化过程进行了理论研究与数值模拟。运用流体力学计算软件,结合流动控制方程,分析了入口压力和出口背压对混合气体流动特性的影响。研究结果表明:适当提高入口压力,将使CH4-H2S双组分临界液化温度和压力降低,且停留在气液两相区和液相区的范围增大,促进H2S气体的凝结;随着出口背压(压比)的不断增大,产生激波的位置逐渐向收缩-扩张喷管喉部方向移动,收缩-扩张喷管轴线处的压力和温度波动更加剧烈,破坏了凝结所需要的制冷环境,不利于H2S气体的凝结;当出口背压在60%以上时,制冷环境被完全破坏,H2S气体不能实现凝结。

论文目录

  • 1 收缩-扩张喷管结构设计
  • 2 数值计算方法
  •   2.1 流动控制方程
  •   2.2 数值计算过程
  •   2.3 模型验证
  • 3 结果与讨论
  •   3.1 H2S气体超声速凝结过程分析
  •   3.2 入口压力对混合气体相特性的影响
  •   3.3 出口背压对混合气体相特性的影响
  • 4 结束语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 边江,曹学文,牟林升,宋晓丹,褚奇

    关键词: 天然气,硫化氢,超声速流动,收缩扩张喷管,液化

    来源: 油气田地面工程 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 燃料化工,石油天然气工业

    单位: 山东省油气储运安全重点实验室,中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院,海洋石油工程(青岛)有限公司

    基金: 国家自然科学基金(51274232,51406240)

    分类号: TE644

    页码: 69-74

    总页数: 6

    文件大小: 1744K

    下载量: 70

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