环周进汽型喷射器的火用效率分析

对环周进汽型喷射器的工作原理进行了深入分析,从可用能角度出发,建立了分析喷射器运行经济性的火用分析模型,计算得到了不同结构参数和运行参数下喷射器的火用效率,对喷射器火用效率的影响因素进行了分析,并将计算值与实验结果进行了对比。研究结果表明,喷射器的火用效率随入口水温、引射系数和升压比的升高而增大,随蒸汽压力的变化存在最小值,计算和实验得到的各参数对喷射器火用效率的影响规律基本一致,为环周进汽型喷射器的设计和应用提供了理论基础。     

低温多效压汽蒸馏海水淡化系统热力分析

低温多效压汽蒸馏(LT-METVC)海水淡化是一种很有发展前途的海水淡化方法,文中首先探讨了海水淡化系统中盐水焓、熵、的计算方法,然后对典型LT-METVC流程进行了详细的热力学分析,包括重要参数对系统性能的影响规律和系统的利用。结果表明:驱动蒸汽压力升高,会使造水比增加、效率下降,比传热面积则基本不变;系统效数增加或压缩比降低,都会使系统造水比和效率提高、比传热面积增大。LT-METVC系统的效率很低,在示例中仅为1.3%。提出并初步讨论了进一步改善性能的途径。     

跨临界二氧化碳热泵喷射循环实验

在跨临界CO₂热泵热水器系统中引入优化设计的喷射器,对系统进行实验研究,分析了制热系数、引射比、升压比、喷射器效率等参数随热水体积流量和出口温度及高压侧压力的变化趋势以及优化设计的喷射器对系统的影响。实验结果表明:随着热水体积流量减小或其出口温度增加,引射比将逐渐减小,而喷射器效率逐渐升高;在测试工况范围内升压比基本保持不变,系统COP_h最高将近3.5;系统高压侧的压力因优化喷射器的引入而明显降低,有利于系统的安全运行;跨临界二氧化碳热泵喷射循环系统存在一个最优运行压力,值得注意的是在最优运行压力下,热水出水温度虽未达到最高,但依旧超过55℃。系统稳定运行在最优高压侧压力下,不仅系统性能大幅度提高,而且保证了热水的出水温度。     

蒸汽喷射器算法优化及试验研究

在索科洛夫喷射器设计理论的基础上,结合IAPWA-IF97水和水蒸气物性参数计算模型,对蒸汽喷射器的设计算法进行了优化,并通过试验验证了算法的准确性,同时通过试验分析了喷射器关键几何尺寸及工艺运行参数对喷射系数的影响。优化算法能较大幅度地提升蒸汽喷射器的整体性能,有效减少动力蒸汽的消耗,大幅降低设备的运行成本,可以作为判定工程装置运行性能是否优化的准则。     

蒸汽动力系统经济成本分摊及运行优化

石化企业蒸汽动力系统的任务是为工艺提供蒸汽和动力,蒸汽动力系统的汽电成本计算或分摊一直是工业界和学术界关注的焦点问题。文中基于经济学原理,通过建立设备及系统的质量平衡、能量平衡、平衡及经济平衡、成本补充方程,对某石化企业蒸汽动力系统进行了成本计算,得出了蒸汽动力系统各流成本,给出了确定汽电需求下的总成本并进行了分析,并以总成本为目标,对运行方案进行了优选。所得结果对于对决策人员实施运行优化及系统更新改进具有一定的指导意义。     

蒸汽喷射器喷射系数计算的热力学模型

对蒸汽喷射器的工作过程进行了深入分析,从热力学参数的角度出发,建立了蒸汽喷射器喷射系数计算的理想模型、动量守恒模型及动能守恒模型.采用IAPWS-IF97公式计算蒸汽热力参数,对喷嘴、混合段及扩散段的效率对单级蒸汽喷射器火用效率的影响作了分析.结果表明,动量守恒模型虽在数学上与理想模型有一定的差异,但若采用适当的效率系数可以取得与经验数据满意的一致性;而动能守恒模型虽然当所有效率等于1时能与理想模型相一致,却很难找到一组系数使之与经验值相吻合.实际中,采用动量守恒模型计算喷射系数及压缩压力,动能守恒模型分析喷射器的火用效率能取得令人满意的效果.     

一种新型多喷嘴汽-液喷射器的性能

目前汽-液喷射技术中关于湿蒸汽的研究较少,然而在实际工业中,相当一部分低压蒸汽是具有一定干度的湿蒸汽。为此,设计了以湿蒸汽为工作蒸汽的实验台,并采用一种多喷嘴结构的汽-液喷射器作为实验元件,分析了蒸汽压力、蒸汽干度及喷射器背压对其性能的影响。实验结果表明：蒸汽干度使蒸汽质量流量随蒸汽压力变化的曲线平移。喷射系数随蒸汽干度的增大而增大。蒸汽压力较低时,喷射系数和过冷水流量随蒸汽压力的升高而增大,随着蒸汽压力的升高,当汽羽的长度大于喷射器的喉嘴距时,过冷水发生壅塞,喷射系数开始减小,而过冷水流量的减小延迟。总体上,喷射系数随背压的升高而减小,在背压不同的范围内,喷射系数下降的速度有所不同。     

油田注汽锅炉效率计算及节能潜力分析

针对河南油田注汽锅炉运行热效率已达87%,用传统的热力学第一定律已无节能潜力可挖的问题,运用热力学第二定律对油田注汽锅炉进行了 效率计算并对其影响因素进行的分析。测算分析表明,在注汽锅炉运行热效率已达87%时,其效率仅为42%,通过对锅炉 效率计算结果分析,找到了提高锅炉运行效率的有效途径。     

热管换热器的效率分析

为了评价热管换热器的经济性能,本文对热管换热器进行了效率分析,给出了气气型热管换热器的效率随热、冷流体的流动状况,与热管的长度、直径等几何尺寸的变化曲线,为优化设计热管换热器提供了理论依据。     

硝酸钾结晶器蒸汽喷射增压器的设计与CFD分析

结合硝酸钾冷却结晶实际生产的各项参数,通过严格的理论计算,设计出与生产相匹配的蒸汽喷射增压器,以提高蒸发器的产能和运转周期,降低能耗。并采用流体动力学计算软件Fluent对硝酸钾冷却结晶的蒸汽喷射增压器的工作过程进行数值模拟。比较分析了不同的X（喷嘴出口到吸收室入口的距离）值对流场的影响。结果表明,在一定的工况参数下,蒸汽喷射增压器的流场与X值有着密切的联系。通过数值模拟计算得到,当X=0.01 m时,设计的增压器有效降低了激波引起总压的耗损和减小喷射气流速度的突变,同时在实际生产中得到了良好的应用。      

一种评价天然气液化工艺技术先进性的新方法

国内外针对大型天然气液化工艺技术开展的能耗对比研究存在结论不一致的问题,主要原因在于流程模拟的优化程度与工艺参数选取不同,且流程模型缺乏验证。通过分析影响天然气液化能耗的工艺技术因素和自然条件因素,指出采用液化能耗作为LNG工艺评价指标必须以自然条件相同为前提,而液化效率定义为理论液化功与实际液化功之比,自然条件因素由理论液化功体现,从而液化效率直接反映工艺技术的性能表现。利用LNG工厂的运行数据进行工艺计算,通过对比实际液化效率的方法来衡量不同液化工艺技术的先进性,避免了流程模拟方法存在的可靠性问题。对全球不同地区的13座LNG工厂应用液化效率评价方法,结果表明:C3MR流程在低温环境下性能明显下降,DMR流程则显示出更强的适应性与操作灵活性,而级联流程相比其他液化工艺流程液化效率较低。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数(冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度)对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

操作参数对双蒸发压缩/喷射制冷系统性能的影响

实验研究了操作参数（冷凝器进水温度、高温蒸发器进水温度和低温蒸发器进水温度）对双蒸发压缩/喷射制冷系统及两相喷射器性能的影响。结果显示,喷射器引射系数随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而减小,随低温蒸发器进水温度的升高而增大;喷射器压升比随冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度的升高而增大,随低温蒸发器进水温度的升高而减小。冷凝器进水温度和高温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较大,而低温蒸发器进水温度对制冷系统性能的影响较小。其中,冷凝器进水温度每降低5℃,制冷系统COP增加0.44;高温蒸发器进水温度每升高2℃,制冷系统COP增加0.16。结果可供双蒸发压缩/喷射制冷系统的设计和运行参考。     

低压气井排水采气用喷射器的性能

目前传统排水采气工艺对于低压气井的适应性较差,为解决此问题,本工作提出了一种新型的喷射器复合排水采气工艺。通过采用高压气体作为驱动流体,防止二次污染,并通过与泡排组成复合工艺的方式解决效率低下的问题,其中喷射器技术是核心。采用数值模拟的方法,以引射比为性能指标,通过对喷射器气相内部流场流动特征进行分析,得到了喷射器的结构尺寸、运行工况对喷射器引射比的影响规律。结果表明,喷射器在引射过程中存在抽吸作用和剪切加速作用;剪切加速作用只能使引射流体最多被加速至音速;在壅塞工况下,喷射器运行表现主要由抽吸作用决定,增加喷嘴渐扩段锥度和面积比,能减缓壅塞工况。运行工况主要通过影响激波强度与喷射器运行状态影响喷射器运行表现,工作压力的增大和出口压力的下降均会提高引射比,但会导致壅塞状态的发生。壅塞工况下,引射比受工作压力影响且与出口压力无关。     

自然工质种类对喷射器性能的影响

依据索科洛夫提出的喷射器经验公式的计算方法,优化设计2种不同结构尺寸的喷射器,在此基础上搭建了用于测量喷射器性能的实验台,研究自然工质种类对喷射器性能的影响。当喷射器的背压为3.9 MPa、工作流体温度为90℃、引射流体温度为30℃、工作流体压力的变化范围为8.0—10.0 MPa,引射流体压力变化范围为2.4—3.0 MPa时,对系统中喷射器喷射系数随工质种类(分别采用N_2,CO_2,R290)的变化规律进行了实验研究。实验结果表明:3种工质的喷射系数随工作流体压力和引射流体压力的升高而升高,并且在实验范围内以N_2为工质的喷射器喷射系数最大。     

常压下环己烯-环氧环己烷二元汽液平衡数据的测定和关联

用分子氧对环己烯直接进行环氧化涉及到的内容之一是环己烯与环氧环己烷的分离.为了为二者的分离提供基础物性数据,采用了改进的EC-2型汽液平衡釜测定了常压下(101.33kPa)环己烯(1)-环氧环己烷(2)二元体系的汽液平衡数据,所得结果经检验符合热力学一致性.用Wilson方程对所测的汽液平衡数据进行了关联,求出了Wilson方程交互作用参数,并对汽液平衡的计算值与实验值进行了比较,发现二者偏差较小,可以满足工程上环己烯、环氧环己烷分离设计的需要.     

基于效率的煤制SNG系统优化

煤制天然气(SNG)系统变换单元(WGS)和甲烷化单元(METH)对系统的效率有较大的影响。为提高WGS-METH单元(包括变换单元、酸气去除单元、甲烷化单元)的效率,在通用代数建模平台(GAMS)上建立了以为目标函数的非线性模型(NLP),对WGS-METH单元的操作条件和热回收进行了同步优化,对METH循环率对WGS-METH单元效率的影响进行了敏感性分析。结果显示:WGS旁通率为0、METH循环率为0.784、METH分流率为1时,WGS-METH单元效率最高,为85.09%。WGS-METH单元的效率随METH循环率先增加后减少,最优循环率为0.784,循环率较优操作区间为0.725—0.825。     

变频滚动转子式压缩制冷系统的分析

针对吸气带液状态下变频压缩机组分析对优化热力系统的运行有着很明确的指导价值,研究和分析了不同吸气状态和不同压缩机频率下损失、效率、损率、损系数、制冷量、制冷系数(COP)、总损失、总效率以及总损系数的变化趋势,并比较得出了吸气带液时哪个设备是系统最薄弱环节。结果表明:1当压缩机少量吸气带液时,冷凝器和蒸发器效率的提升大于压缩机效率的下降,也就是说少量吸气带液对蒸发器和冷凝器的有利影响大于对压缩机的不利影响;2系统的总损失和总损系数在x=0.95左右达到最小,而总效率在x=0.95左右达到峰值;3当压缩机在较高频率下工作时,冷凝器和蒸发器的损失将会明显增加;4当压缩机频率为50Hz且吸气带液时,蒸发器的损失、损率和损系数最大,效率最小,此时蒸发器为系统最薄弱环节。指出以上结论也适用于同型号的滚动转子式压缩机。     

喷射器对热泵制热性能改进的模拟研究

将喷射器用于涡旋压缩机补气的热泵系统中。用实验数据拟合出了补气工况下压缩机指示效率,建立喷射器补气热泵系统的热力学分析模型,对其运行性能进行了分析。结果表明,相对于普通补气系统,喷射器补气热泵系统不降低系统的制热量,制热能效比可提高3％-5％;喷射器补气热泵系统的适宜补气压力为0.85-1.0MPa。     

化工传热过程的(火用)分析

应用热力学原理,分析了换热器在传热过程中损失的影响因素;采用平衡方程式,论证了传热过程中的利用效率;指出减少内部损失和外部损失是降低传热过程损失的有效途径;以间壁式换热器为例,计算了传热过程中的效率。