文档介绍：北京工业大学
硕士学位论文
天然气吸附储存过程热效应数值模拟及其控制技术研究
姓名:孙俊芳
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:刘中良
20090501
摘要首先,根据活性炭一甲烷吸附床的传热传质机理,采用线性驱动力方程作为天然气以其热值高,污染物排放少的优点受到了人们的青睐。如何安全、经济、有效的储存天然气还是一个没有完全解决的课题。目前虽然压缩天然气汽车已被大量使用,但它的缺点也非常明显:储存压力过高,安全性能差。而天然气吸附储存技术是利用固体多孔材料对气体的吸附作用使得在中低压的情况下获得与压缩储存容量相当的效果成为研究的热点。在吸附天然气汽车的应用中,还有一些问题需要解决,包括吸附/解吸中的热效应对充气和放气过程的不利影响、生产高比表面积同时传热性能好的吸附剂、储存罐的合理设计、天然气中杂质和重组分对吸附/解吸的不利影响。本文通过系统评述天然气吸附存储的研究现状及其进展,着重研究了天然气吸附存储过程中的两个问题:一是快速充气时,吸附热效应对吸附储罐充气过程的影响;二是通过合理设计储存容器来有效控制热效应。并确定以数值模拟来分析研究活性炭吸附储存天然气。吸附速率方程,对活性炭吸附床建立了二维多孔介质非等温吸附传热传质数学模型。然后利用软件对该数学模型进行了数值计算,分析了热效应对吸附过程的影响。对于快速充气过程,入口充气条件为、⒐薇诿绝热的情况下,吸附床层的最大温升为℃,绝热充气效率约为<恿嘶热凸埽梢越徊浇档痛膊阄露龋岣呶叫省其次,为了有效的解决吸附热,增强吸附床的传热性能,本文把通常的圆筒形储罐改为扁平状储罐,并在储罐中加入换热管和肋片。从吸附床层的最高温度、平均温度、温度分布的不均匀性、吸附效率方面来考虑,分析发现在储气罐中心均匀加蝗裙埽⑶一蝗裙苤涞木嗬胧腔蝗裙苤本兜牧奖妒保氩患忧炕换热相比,可以使温度场的不均匀性降低%多,平均吸附效率提高了%多。在加入换热管的基础上再加装肋片,其强化换热的效果更明显,这时加入热管并加装肋片,与不加强化换热相比,可以使温度分布的不均匀性降低%以上,平均吸附效率提高了%多。关键词:活性炭,甲烷,吸附储存,温度场,强化换热,数值模拟摘嘤
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签名:碰日期:磁:墨垒』始弛必聊始丑咂冢旱院担豪迹盒关于论文使用授权的说明独创性声明人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得宝王些态堂或其它教育机构本人完全了解宝王些太堂有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
ù纬淦男惺焕锍檀锏娇山邮艿姆段В翘烊黄魑3为笥业拇⒋嫒萜髂冢涿芏任1曜甲刺碌多倍,体积能量密度约天然气蕴藏丰富,价格便宜,燃烧时排放物对大气的污染轻,因此随着世界能源危机的加剧及环保意识的增强,其作为燃料,尤其是汽车代用燃料峦媸到重视。用天然气作为汽车燃料有以下优点:第一、天然气资源丰富。近年来,世界石油产量一直在吨左右徘徊,上升缓慢欢烊黄牟咳锤速增长,迄今为止,全世界天然气己探明的储量为蛞诹⒎ü推试雌兰劢峁夜常规天然气的总资源量为万亿市方米,最终探明可开