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液态二氧化碳管路输送相变特性分析
| 论文题名： | 液态二氧化碳管路输送相变特性分析 |
| 关键词： | 液态二氧化碳;管路输送;压力响应;温度变化;相态变化 |
| 摘要： | 管道输送是大规模和长距离运输液态CO2的重要方式。由于各种复杂因素，CO2在管道注入输送过程中存在相态变化而影响输送安全和效率。然而，现有研究还无法理解液态CO2注入管道输送时发生相变的压力响应、温度变化和相变特性。基于此，本文开展了液态CO2注入输送管道实验，研究了液态CO2注入输送过程中管道内压力响应、温度变化及相态变化特性。具体研究内容如下: (1)搭建了耐高压管道式CO2相变特征测试系统，可以实现监测液态CO2在管道内发生相变过程中的温度、压力及注入流量等参数。 (2)实验研究了液态CO2注入末端封闭管道过程中的压力响应及相态变化。结果表明管道注入的液态CO2迅速相变为气态，压力随即迅速上升。入口端的液态CO2相变并吸收大量的热，使得高压管道入口端的温度迅速下降，而管道末端气态CO2发生绝热压缩，使得管道末端温度上升。外界温度越高，完全相变时间越短;管道内初始压力越小，完全相变时间越短。 (3)实验研究了CO2的泄放过程特性。结果表明管道内温度在池放开始后急剧下降，达到最低温度后开始逐渐上升;而且距离池放口越近，温度值降低越低。 (4)实验研究了液态CO2连续注入输送过程中的压力响应及相态变化。结果表明压降易造成液态CO2气化，压力大幅度突变易导致管内形成干冰;保压注输可以有效防止因压力突降而形成干冰。在连续注入输送液态CO2过程的第一阶段压力快速升高，温度快速下降，对应的相变过程从开始的气化过程变为气液两相动态输送过程，在第二阶段压力和温度均平稳变化，对应相变过程从气液两相输送过程变为过热液体输送过程。注入输送初期的增压受瞬态流量的影响很大，平均流量大小对其没有直接影响。 (5)随着管道温度的升高，管道内最大开压量升高，平均升压速率也升高。注入量的增加，使得管道内压力升到最高压力所需时间变长，但初始升压越来越快。注入量与最大升压量呈线性关系。 |
| 作者： | 邢园园 |
| 专业： | 安全科学与工程 |
| 导师： | 马砺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安科技大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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