分凝分离技术研究进展

分凝分离技术在石油化工、制冷与低温等领域中得到广泛应用,具有强化传热传质、提高系统制冷系数等优点。本文阐述了分凝分离技术的研究背景及意义,回顾了分凝分离技术的研究进展,讨论了分凝分离技术的应用等内容。国内外学者对分凝分离技术的装置以及计算模型等进行大量的理论分析、实验研究及工程实现,研究表明对分凝分离技术的模拟研究还需探究适合性较高的数学模型以及更准确的物性关联式,还需将模拟与实验相结合比较其在分离技术中的优越性与可靠性。     

从含氧煤层气中安全分离提纯甲烷的工艺方法

针对低温液化分离提纯含氧煤层气流程中的安全问题,提出了控制最低尾气出口温度、添加阻燃成分和预粗脱氧3种防止爆炸的技术手段。结合低温液化分离流程特点,利用爆炸三角形理论,分别给出了上述3种防爆措施的详细实现方法。控制最低尾气出口温度方法的核心就是通过控制液化分离流程的最低温度,将尾气浓度状态点控制在爆炸三角区上限线以上;添加燃阻成分和预粗脱氧方法的核心是：使混合物在分离过程中最可能出现进入爆炸三角区的区域（对低温分离通常在可燃气体液化分离区域）内,氧浓度降低到当地温度、压力下爆炸三角形图上以临界点和纯可燃气体点的连线及以下。基于大量文献数据,拟合出不同温度和压力下甲烷爆炸上限和下限的计算关联式。     

多元混合工质池核沸腾传热实验研究

对R134a、丙烷（C3H8）、异丁烷（iC4H10）三种纯工质以及它们相应的二元混合物和三元混合物做了池核沸腾传热实验研究。加热面为紫铜表面，压力范围在0．1～0．6MPa。在纯工质实验数据基础上，分析物性、压力对沸腾传热系数的影响。相对于纯工质，非共沸混合工质沸腾传热系数有所降低，并且在高热流下趋势更明显。最后拟合出纯工质和混合工质沸腾传热关联式。     

跨临界CO2热泵热水系统试验研究

对跨临界CO2水-水热泵多种工况的循环性能进行试验研究,获得一系列试验数据。试验结果表明,1）跨临界CO2热泵循环在高温热泵领域可得到高于常规热泵系统的制热系数;2）降低气体冷却器出口温度,提高蒸发温度,选择最佳的高压侧压力可有效提高系统的制热系数。最后根据试验结果为今后CO2热泵流程设计提出一些建议。     

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可用于天然气液化的深冷多元混合工质节流制冷技术由于其固有的优点以及其制冷温区跨度大的特点，近年来得到了前所未有的重视和发展。随着这项技术的不断成熟，对混合工质在深冷制冷机节流元件内的流动特性的研究也显得日益重要。纵观现有的众多节流毛细管的研究文献，内容主要涉及普冷工质的流动特性，而且其中大多采用的是均相模型。而深冷多元混合工质由于其本身的特点，与普冷工质有着很大的不同。为此，文章旨在研究混合工质在毛细管内的流量特性，尝试使用了分相流动模型来计算深冷多元混合工质在绝热毛细管中的流量特性，建立了深冷混合制冷剂在毛细管中流动的控制方程，并依此编制了计算程序；同时搭建了深冷混合工质在绝热毛细管中流动特性实验台，进行了深冷多元混合工质在绝热毛细管中的流动特性实验研究。理论计算结果与实验结果符合度较好，其偏差均在10 ％以内，基本满足了工程上的需要；另外还讨论了毛细管结构参数以及混合工质配比等关键特征参数对制冷剂流量的影响。     

混合工质池核沸腾换热关联式研究

总结了有关纯质、二元混合物及三元混合物的池核沸腾换热关联式,并针对不同形式的关联式加以分析,指出其优势及不足。最后分析了影响池沸腾换热的一些因素,明确了关联式中某些参数的物理意义。     

常温下氮气流过毛细管流量特性的实验研究和数学模拟

对常温下氮气流过毛细管的流量特性进行了实验研究,并建立了流动的理论模型,其模拟结果与实验值符合较好,证明可以直接用数学模拟的方法来确定毛细管的流量特性。     

室温磁制冷回热器数值模拟

介绍了一种磁制冷回热器的数值计算模型,不仅适用于匀速流,也适用于正弦流.该模型是基于控制容积法计算的一维周期流动模型,并对常规回热器内填料能量控制方程进行了修正,考虑了磁性材料磁热效应的影响,相当于添加内热源.计算分析了某些特征参数变化对制冷性能的影响,给出的部分模拟结果为后续实验台的改造提供参考.     

步进式加热炉蓄热式改造的数值模拟及优化设计

蓄热式技术已在高性能板坯加热炉上得到应用。针对板坯加热炉炉膛宽度大，沿板坯长度方向的温度均匀性难以保证的特点，使用CFD软件对不同炉堂深度、不同烧嘴配置和参数选择等情况下的炉内燃烧进行了详细的模拟，得到了炉子内部详细的温度分布、速度分布以及燃料在炉堂内部的燃烧情况。对比分析了各种方案下沿炉子宽度方向的温度均匀性。这些结果详尽直观明了，为工程技术人员进行方案讨论提供了全面的数据。     

双旋流平焰烧嘴的数值模拟

为改善常规混合煤气平焰烧嘴性能,使之在更大的调节比下保持火焰形状为圆盘状,并保证对尽可能多的不同热值的混合煤气的适应性能,使用Fluent软件对实验用200 m3/h双旋流平焰烧嘴的空气旋流器、煤气旋流器等局部结构以及整体燃烧情况进行了模拟分析;得到了平焰烧嘴的温度分布、燃烧组分的浓度和流场的等参量的详细结果,模拟计算的结果与实验测试结果吻合。这些工作对改进烧嘴的设计和系列化有较强的指导作用,并显示了CFD软件在烧嘴优化设计和研究中的作用。