1 緒論

1．1 研究的背景與意義

1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1．3 主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線

1．4 主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)

2 氣體動力學(xué)基礎(chǔ)

2．1 氣體一維定常流動的基本方程組

2．2 氣體的一維定常等熵流動

2．3 一維等熵流的三種特定狀態(tài)

2．4 一維等熵流氣體參數(shù)的各種常用關(guān)系式

2．5 氣流參數(shù)與管道截面積的關(guān)系

2．6 噴管的性能參數(shù)

2．7 噴管的流動特性

2．8 拉法爾噴管流動狀態(tài)的計(jì)算

2．9 膨脹波與激波

3 天然氣收斂-擴(kuò)張噴管設(shè)計(jì)

3．1 收斂-擴(kuò)張噴管幾何結(jié)構(gòu)

3．2 天然氣焓熵計(jì)算

3．3 天然氣在噴管中的流動模型及求解

3．4 實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析

3．5 本章小結(jié)

4 天然氣高速流動凝結(jié)模型

4．1 液滴成核理論及其修正

4．2 液滴成長理論

4．3 高速天然氣在噴管內(nèi)的凝結(jié)

4．4 實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析

4．5 本章小結(jié)

5 三角翼參數(shù)設(shè)計(jì)及水洞實(shí)驗(yàn)研究

5．1 大后掠角細(xì)長三角翼氣動原理

5．2 三角翼幾何參數(shù)設(shè)計(jì)

5．3 水洞實(shí)驗(yàn)

5．4 本章小結(jié)

6 高速流體繞三角翼流動的數(shù)值模擬

6．1 控制方程

6．2 求解條件

6．3 網(wǎng)格劃分

6．4 方程的數(shù)值求解

6．5 模擬結(jié)果與分析

6．6 本章小結(jié)

7 氣液兩相流體旋流機(jī)理與規(guī)律

7．1 液滴受力分析

7．2 液滴運(yùn)動方程的建立與簡化

7．3 壓降與分離效率模型

7．4 實(shí)例計(jì)算與結(jié)果分析

7．5 本章小結(jié)

8 流動全過程的數(shù)值仿真

8．1 幾何模型

8．2 計(jì)算網(wǎng)格、邊界條件與計(jì)算過程

8．3 系統(tǒng)典型流場的結(jié)果分析

8．4 旋流分離系統(tǒng)中回壓段內(nèi)的流動分析

8．5 本章小結(jié)

9 結(jié)論與建議

9．1 主要結(jié)論

9．2 進(jìn)一步研究的建議

附錄A 常規(guī)天然氣氣水分離方法

A．1 低溫冷卻法

A．2 液體吸收法

A．3 固體吸附法

附錄B 用M—H方程計(jì)算天然氣的焓熵值

B．1 實(shí)際氣體的M—H方程

B．2 余函數(shù)法基本原理

B．3 實(shí)際氣體的余焓方程

B．4 實(shí)際氣體的余熵方程

B．5 天然氣混合氣體的焓熵計(jì)算

參考文獻(xiàn)2100433B

《天然氣跨音速氣水分離技術(shù)》從天然氣跨音速氣水分離技術(shù)的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合國內(nèi)外最新進(jìn)展和成就，反映了天然氣跨音速氣水分離理論的最新研究成果。《天然氣跨音速氣水分離技術(shù)》由石油工業(yè)出版社出版。

天然氣膜分離技術(shù)是利用特殊設(shè)計(jì)和制備的高分子氣體分離膜對天然氣中酸性組分的優(yōu)先選擇滲透性，當(dāng)原料天然氣流經(jīng)膜表面時(shí)，其酸性組分(如H₂O、CO₂和少量H₂S)優(yōu)先透過分離膜而被脫除掉。它具有以下技術(shù)特點(diǎn)：

(1)利用天然氣自身壓力作為凈化的推動力，幾乎無壓力損失；

(2)無試劑加人，屬“干法”凈化，凈化過程中無額外材料消耗，無須再生，無二次污染；

(3)工藝相容性強(qiáng)，具有同時(shí)脫除性；

(4)工藝簡單，組裝方便；易操作，易橇裝；

(5)技術(shù)單元使用靈活；

(6)占地面積小。與其他幾種脫水方法相比占地面積小，運(yùn)轉(zhuǎn)維修方便，所能達(dá)到的脫水露點(diǎn)范圍較寬。另外，膜法脫水裝置規(guī)模主要由膜組件的數(shù)量決定，裝置規(guī)模較為靈活，因此，天然氣膜法脫水不僅適用于凈化廠集中脫水和集氣站小站脫水，同時(shí)也能夠靈活方便地應(yīng)用于邊遠(yuǎn)井站單井脫水。將避免單井至脫硫廠輸送含硫天然氣管道腐蝕嚴(yán)重爆管事故發(fā)生，管道積水產(chǎn)生的管輸效率低等影響正常、安全生產(chǎn)的問題。

若天然氣中含有水分，則在液化裝置中，水在低于零度時(shí)，將以冰或霜的形式凍結(jié)在換熱器的表面和節(jié)流閥的工作部分。另外，天然氣和水會形成天然氣水合物，它是半穩(wěn)定的固態(tài)化合物，可以在零度以上形成，它不僅可以導(dǎo)致管線堵塞，也可造成噴嘴和分離設(shè)備的堵塞。水合物形成溫度的影響因素主要有以下三個方面：(1)混合物中重?zé)N特別是異丁烷的含量；(2)混合物的組分，即使密度相同而組分不同，氣體混合物形成水合物的溫度也大不相同；(3)壓力越高，生成水合物的起始溫度也越高。

為了避免天然氣中由于水的存在造成堵塞現(xiàn)象，通常需在高于水合物形成溫度時(shí)就將原料氣中的游離水脫除，使其露點(diǎn)達(dá)到-100℃以下。常用的天然氣脫水方法有冷卻法吸收法和吸附法等。天然氣脫水的必要性如下：

(1)水的析出將降低輸氣量，增加動力消耗；

(2)水的存在將加速H₂S或CO，對管線和設(shè)備的腐蝕；

(3)導(dǎo)致生成水合物，使管線和設(shè)備堵塞。

因上述三方面原因，有必要對天然氣進(jìn)行脫水處理。天然氣脫水方法有冷卻脫水、吸收脫水、吸附脫水、膜分離技術(shù)脫水。