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卧式液氦储罐流体晃动动态响应特性数值模型
1
作者
张财功
张文艳
+5 位作者
钟雪
李长俊
刘良果
彭晔
庞钰
周艾妍
《油气与新能源》
2025年第1期62-76,共15页
液氦储罐运行过程中,外界晃动激励引起气液界面形态及气液相间传热传质特性的改变,导致储罐内流体热力学特性的动态响应。针对液氦储罐晃动动态响应特性不明的问题,利用现有研究广泛采用的正弦晃动激励,基于Volume of Fluid(VOF)模型与...
液氦储罐运行过程中,外界晃动激励引起气液界面形态及气液相间传热传质特性的改变,导致储罐内流体热力学特性的动态响应。针对液氦储罐晃动动态响应特性不明的问题,利用现有研究广泛采用的正弦晃动激励,基于Volume of Fluid(VOF)模型与用户自定义函数(UDF)建立了液氦储罐晃动动态响应数值模型。考虑储罐在初始运行30 s内加载晃动激励的初始晃动工况与储罐静置3 h后加载30 s晃动激励的偶然晃动工况,分析了储罐在初始晃动与偶然晃动工况下气液界面形态与压力响应特性的时空演化规律,讨论了两种晃动工况对升温及自增压特性的影响机制。研究表明,正弦晃动引起气液界面往复波动,界面上出现随时间增厚的混合层。偶然晃动时的相界面较初始晃动工况不规则,波动幅度更大。偶然晃动时,气液界面附近出现了较初始晃动更显著的混合层,30 s时混合层的厚度发展到约0.43 m。初始晃动导致液氦储罐蒸发强化现象,储罐自增压速率较静置工况更高。偶然晃动导致冷凝强化现象,即气相区温度、压力随时间下降,100 s时偶然晃动工况下的气相压力较静态工况低58.82 Pa,这是因为界面处的气相发生冷凝。
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关键词
液
氦储罐
晃动动态响应
气液界面形态
压力演化
数值模型
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职称材料
题名
卧式液氦储罐流体晃动动态响应特性数值模型
1
作者
张财功
张文艳
钟雪
李长俊
刘良果
彭晔
庞钰
周艾妍
机构
中国石油西南油气田分公司集输工程技术研究所
西南石油大学石油与天然气工程学院
出处
《油气与新能源》
2025年第1期62-76,共15页
基金
四川省重点研发项目“油气罐区地震诱发多灾种动态耦合演化机理与预警技术研究”(2023YFS0412)。
文摘
液氦储罐运行过程中,外界晃动激励引起气液界面形态及气液相间传热传质特性的改变,导致储罐内流体热力学特性的动态响应。针对液氦储罐晃动动态响应特性不明的问题,利用现有研究广泛采用的正弦晃动激励,基于Volume of Fluid(VOF)模型与用户自定义函数(UDF)建立了液氦储罐晃动动态响应数值模型。考虑储罐在初始运行30 s内加载晃动激励的初始晃动工况与储罐静置3 h后加载30 s晃动激励的偶然晃动工况,分析了储罐在初始晃动与偶然晃动工况下气液界面形态与压力响应特性的时空演化规律,讨论了两种晃动工况对升温及自增压特性的影响机制。研究表明,正弦晃动引起气液界面往复波动,界面上出现随时间增厚的混合层。偶然晃动时的相界面较初始晃动工况不规则,波动幅度更大。偶然晃动时,气液界面附近出现了较初始晃动更显著的混合层,30 s时混合层的厚度发展到约0.43 m。初始晃动导致液氦储罐蒸发强化现象,储罐自增压速率较静置工况更高。偶然晃动导致冷凝强化现象,即气相区温度、压力随时间下降,100 s时偶然晃动工况下的气相压力较静态工况低58.82 Pa,这是因为界面处的气相发生冷凝。
关键词
液
氦储罐
晃动动态响应
气液界面形态
压力演化
数值模型
Keywords
Liquid helium tank
Sloshing dynamic response
Vapor-liquid interface morphology
Pressure evolution
Numerical model
分类号
TE658 [石油与天然气工程—油气加工工程]
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出处
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1
卧式液氦储罐流体晃动动态响应特性数值模型
张财功
张文艳
钟雪
李长俊
刘良果
彭晔
庞钰
周艾妍
《油气与新能源》
2025
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