增壓透平膨脹機的設計與增壓端的數(shù)值模擬.pdf

1、近年來，隨著我國天然氣液化技術的發(fā)展，透平膨脹機作為小型帶膨脹機的天然氣液化流程中的關鍵設備，得到了越來越多的關注。增壓透平膨脹機的增壓器可以回收原透平膨脹機的輸出功率，增加了膨脹機的單位工質制冷量。增壓透平膨脹機具有結構緊湊、重量輕、體積小、效率高和變工況下性能變化平穩(wěn)等特點，在天然氣液化領域得到了廣泛的應用。因此，開展對增壓透平膨脹機的研究工作具有很大的實用價值。本文根據增壓透平膨脹機的結構特點，對用于帶氮氣膨脹的天然氣液化流程的某

2、增壓透平膨脹機的膨脹端(冷端)及增壓端進行了熱力計算。膨脹端的熱力計算采用MATLAB語言編程來實現(xiàn)。計算得到了相關的熱力參數(shù)及通流部分的結構參數(shù)。本文給出了三維流場的控制方程組；闡述了描述湍流特性的湍流計算模型，并重點介紹了本文計算所用的k -ε湍流模型的構造形式；對有限體積法的空間離散方法進行了介紹。為隨后的數(shù)值計算提供理論指導。本文應用商業(yè)軟件FLUENT對增壓透平膨脹機的增壓器進行了三維粘性穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬。為分析增壓器葉輪、無葉擴