工艺螺杆压缩机喷水雾化机理及内冷却热力过程研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51406047
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0601.工程热力学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Process-gas screw compressor has been widely used in the field of petrochemical industry, such as flare gas recovery, compression of feed gas, compression and transportation of natural gas . It is the key equipment of energy conservation, emission reduction and modern coal chemical industry. The cooling method by water-spraying is the requirement to ensure the safe and reliable operation of industrial flow and is helpful to decrease the discharge temperature and decrease the compression work. The mechanism of water atomization is the key factors that affect the internal thermodynamic process of screw compressor. This project focuses on the analysis of the atomization characteristics and the relationship between the jet characteristics and the thermodynamic parameters is studied. The thermodynamic model is established to describe the transient performance of screw compressor, in which the leakage model, heat and mass transfer model and gas pulsation are coupled. The mechanism of heat and mass transfer and leakage is revealed and the transient performance of the screw compressor under variable working conditions is discussed. The design and control method on the amount of injected water and atomization apparatus are proposed. The mathematical model is verified by the experimental data obtained from the test rig of process-gas screw compressor. The research results provide a foundation for further improve the performance of water-injected screw compressor and promotes the development of process-gas screw compressor.
工艺螺杆压缩机在火炬气回收、原料气增压、天然气集输等石油化工领域得到了广泛的应用,是节能减排和现代煤化工的关键设备。喷水内冷却是保障工艺流程安全与可靠运行的需要,也是改善螺杆压缩机排气温度和降低功耗的重要途径之一。喷水雾化是影响压缩机喷水内冷却热力过程的关键因素。本项目着重研究喷水雾化和液滴沉积规律及其对压缩机过程的影响;建立耦合两相泄漏模型、传热传质模型及吸排气流动规律的螺杆压缩机工作过程模拟的综合模型,揭示喷水内冷却的传热传质及两相泄漏机理,研究喷水螺杆压缩机变工况特性;提出螺杆压缩机喷水雾化装置参数优化设计和调控准则。数值模拟结果将通过改造的工艺螺杆压缩机实验台的试验结果进行验证和完善。为改善喷水工艺螺杆压缩机工作性能和改进设计奠定基础,并推动我国工艺螺杆压缩机技术水平的发展。

结项摘要

工艺螺杆压缩机在火炬气回收、原料气增压、天然气集输等石油化工领域得到了广泛的应用,是节能减排和现代煤化工的关键设备。喷水内冷却是保障工艺流程安全与可靠运行的需要,也是改善螺杆压缩机排气温度和降低功耗的重要途径之一。喷水雾化是影响压缩机喷水内冷却热力过程的关键因素。.该项目以喷水工艺螺杆压缩机为研究对象,建立了工艺螺杆压缩机工作过程仿真计算模型,对工艺螺杆压缩机吸气、压缩和排气过程进行了详细的分析,在螺杆压缩机几何模型、泄漏模型、传热模型及气体状态方程的基础上对压缩机的主要性能参数进行了仿真计算。在工艺螺杆压缩机性能试验平台的基础上,进行了增加喷水及雾化装置的改造,完成了喷水工艺螺杆压缩机试验台的搭建。试验研究了压缩机在不同转速、不同喷水量和不同排气压力下的排气量、排气温度、功耗等宏观性能参数。为了验证仿真模型的可靠性,需要对吸气量和轴功率进行试验测量,并与仿真结果进行对比,仿真结果与试验数据结果吻合良好。喷水对工艺螺杆压缩机能够有效降低排气温度,并且能够显著提高吸气量,并且对压缩机轴功率的影响不大,额外耗功较小。对于喷水工艺螺杆压缩机,综合考虑吸气量、排位温度和轴功率等因素,存在一定合适的喷水量,对于本试验样机,比水量约为2~3L/m3能够使得压缩机的排气温度能够得到有效控制,并且喷入的水起到有效的密封作用,使得压缩机吸气量得到明显提高。.本项目建立了描述喷水雾化下工艺螺杆压缩机工作过程的仿真模型,具有较高精确度与可靠性。结合工艺螺杆压缩机喷水雾化试验数据的分析规律,部分成果已经应用于合作单位上海711研究所用于工艺螺杆压缩机的设计和开发工作,取得了一定的实际指导意义。为改善喷水工艺螺杆压缩机工作性能和改进设计奠定基础,并推动我国工艺螺杆压缩机技术水平的发展。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
小型LNG装置混合制冷剂螺杆压缩机工作过程模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    流体机械
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐斌;刘广彬;杨启超;王乐;赵远扬;李连生
  • 通讯作者:
    李连生
Analysis of performance of two-stage screw compressor under various operating conditions
两级螺杆压缩机各种工况下的性能分析
  • DOI:
    10.1177/0957650916659578
  • 发表时间:
    2016-07
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART A-JOURNAL OF POWER AND ENERGY
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Liu Guangbin;Yang Qichao;Zhao Yuanyang;Wang Le;Li Liansheng
  • 通讯作者:
    Li Liansheng
干式工艺螺杆压缩机工作过程仿真研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    化工设备与管道
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘常峰;肖芳;陈金锋
  • 通讯作者:
    陈金锋
关于无油工艺螺杆压缩机实际吸气量的研究
  • DOI:
    10.16051/j.cnki.ysjjs.2015.05.009
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    压缩机技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘常峰;赵远扬;杨启超;张泉明;黄杰勤
  • 通讯作者:
    黄杰勤
Experimental investigation of the water–injected process-gas screw compressor
注水式工艺气体螺杆压缩机的实验研究
  • DOI:
    10.1177/0954408916666573
  • 发表时间:
    2018-02
  • 期刊:
    Journal of Process Mechanical Engineering
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Qichao Yang;Changfeng Liu;Quanming Zhang;Guangbin Liu;Yuanyang Zhao;Liansheng Li
  • 通讯作者:
    Liansheng Li

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其他文献

基于虚拟仪器技术的空压机性能测
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    杨启超,李连生,束鹏程.基于虚拟仪器技术的空压机性能测试系统.压缩机技术.2006(6):1-2+12.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨启超;李连生*;束鹏程
  • 通讯作者:
    束鹏程
叶轮行波振动下的气动阻尼计算
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    推进技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖军;杨启超;王乐
  • 通讯作者:
    王乐
可信云平台中的虚拟机动态度量模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    密码与信息安全学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨启超
  • 通讯作者:
    杨启超
离心叶轮气动阻尼的的数值分析研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    航空动力学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    肖军;杨启超;王乐
  • 通讯作者:
    王乐
Numerical analysis of aerodynamic damping for a centrifugal impeller
离心叶轮气动阻尼数值分析
  • DOI:
    10.1080/19942060.2017.1378725
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    肖军;赵远扬;杨启超
  • 通讯作者:
    杨启超

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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