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瓦斯泄压过程中的焦耳-汤姆逊效应 被引量:3
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作者 霍留鹏 岳高伟 王宾宾 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第12期127-133,共7页
针对气体节流膨胀热力过程在工程系统运行中的安全问题,对瓦斯泄压过程温度-压力的焦耳-汤姆逊效应进行了试验和理论研究,并理论预测了煤与瓦斯突出过程中泄压口气体升温规律。研究结果表明:由于瓦斯泄压节流效应,泄压气体温度迅速升高... 针对气体节流膨胀热力过程在工程系统运行中的安全问题,对瓦斯泄压过程温度-压力的焦耳-汤姆逊效应进行了试验和理论研究,并理论预测了煤与瓦斯突出过程中泄压口气体升温规律。研究结果表明:由于瓦斯泄压节流效应,泄压气体温度迅速升高,充气罐内瓦斯压力越接近泄压罐内瓦斯压力,泄压罐内气体温度升高越慢。在改进Berthelot状态方程中甲烷的引力项温度指数n取值0.625为佳。采用焦耳-汤姆逊效应理论计算得到的瓦斯泄压过程泄压罐内温度变化规律与实测结果基本一致,进而理论预测煤与瓦斯突出且瓦斯压力为0.5、0.74、1.0 MPa时,泄压口气体温度分别升高22.99、33.87、45.35 K。 展开更多
关键词 瓦斯压力 泄压 焦耳-汤姆逊效应 煤与瓦斯突出
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基于焦耳-汤姆逊效应的压力容器泄漏模型和数值仿真
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作者 艾刚 刘应华 《压力容器》 2015年第9期1-10,共10页
提出了一种方法用来模拟在狭窄的裂纹中泄漏的高压氩气所发生的焦耳-汤姆逊效应引起的热传递过程。当前,压力容器的破前漏设计规范并没有考虑泄漏过程中此效应所导致的低温以及伴随的金属断裂韧性的退化。提出了一种单向耦合的模型来计... 提出了一种方法用来模拟在狭窄的裂纹中泄漏的高压氩气所发生的焦耳-汤姆逊效应引起的热传递过程。当前,压力容器的破前漏设计规范并没有考虑泄漏过程中此效应所导致的低温以及伴随的金属断裂韧性的退化。提出了一种单向耦合的模型来计算气体在泄漏中的压强和温度的降低,进而模拟出金属的温度变化;选择了准确度比较高的雷德利希-邝氏状态方程[1]来评估气体在泄漏过程中的温度;采用由Adams等[2]改进的Petukhov关系式[3]来评估气体的传热系数。对于起始温度30℃和压强91 MPa,模拟得到的测试板上裂纹周围的最低温度为13.8℃。设计了一个试验装置并在相同条件下进行测试得到的测试板上的最低温度与模拟得到的结果很好的吻合。 展开更多
关键词 压力容器 裂纹 泄漏 焦耳-汤姆逊效应 传热模拟
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气体静压小孔节流焦耳-汤姆逊效应的测试研究 被引量:1
3
作者 程楼 禹静 +3 位作者 李东升 罗钦 尹健龙 沈小燕 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第5期1-5,共5页
节流器在工作中由于高压气体与壁面的摩擦,导致气体的压强与温度同时发生变化,进而影响节流器性能,因此研究节流过程中压强与温度的变化有助于分析节流器特性。通过建立基于焦耳-汤姆逊效应的节流器小孔节流温降与压降理论模型,进行理... 节流器在工作中由于高压气体与壁面的摩擦,导致气体的压强与温度同时发生变化,进而影响节流器性能,因此研究节流过程中压强与温度的变化有助于分析节流器特性。通过建立基于焦耳-汤姆逊效应的节流器小孔节流温降与压降理论模型,进行理论计算,并搭建实验装置完成相关的实验验证。实验结果表明:1)理论值与实验值在气膜厚度、进气口压强的相关性上具有一致性;2)理论值与实验值在三种节流器基本曲线的特征上具有一致性。证明该理论模型在气体静压小孔节流焦耳-汤姆逊效应研究存在有效性,为节流器节流孔的设计以及供气压强与气膜厚度的选择提供理论基础。 展开更多
关键词 焦耳-汤姆逊效应 小孔节流 有限差分 气体静压
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氮气多层微槽道J-T效应制冷器性能实验研究 被引量:2
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作者 耿晖 崔晓钰 +1 位作者 王文卿 翁建华 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期93-98,共6页
本文将多层矩形微槽道与焦汤制冷器两种结构结合制作了多层微槽道J-T效应制冷器,回热段设置高低压矩形通道各三层交叉叠放。以氮气为制冷剂,采集其在多层微槽道J-T节流制冷器各测点温度,分析氮气在制冷系统各阶段的降温特性,对比氮气与... 本文将多层矩形微槽道与焦汤制冷器两种结构结合制作了多层微槽道J-T效应制冷器,回热段设置高低压矩形通道各三层交叉叠放。以氮气为制冷剂,采集其在多层微槽道J-T节流制冷器各测点温度,分析氮气在制冷系统各阶段的降温特性,对比氮气与氩气在微槽道J-T效应制冷器中的实验结果。结果表明:当进口压力为4~8 MPa时,随着压力的增大,氮气冷端温度越低,达到稳定冷端温度的时间越短;当进口压力为8 MPa时,氮气冷端在200 s左右趋于稳定温度约1.7℃;在相同进口压力下,氩气冷端温度低于氮气,但氮气达到冷端温度的时间比氩气更短;进口压力为7 MPa时,氮气冷端温度稳定时间比氩气提前约450 s;进口压力8 MPa的氮气与4~5 MPa的氩气温降相近,且氮气的降温时间更短,可以考虑用氮气代替氩气以减少制冷成本。 展开更多
关键词 焦耳-汤姆逊效应 微槽道 降温速度
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微小型焦-汤效应节流制冷器发展与研究 被引量:2
5
作者 佘海龙 崔晓钰 +1 位作者 耿晖 潘小珊 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期8-23,共16页
本文综述了微小型焦耳-汤姆逊(J-T)效应节流制冷器近年来的发展情况,从制冷器的结构型式演变以及理论研究两方面对现有技术和研究成果进行了总结,在分析有关文献的基础上对微小型J-T效应节流制冷器的发展方向做了进一步的展望。随着应... 本文综述了微小型焦耳-汤姆逊(J-T)效应节流制冷器近年来的发展情况,从制冷器的结构型式演变以及理论研究两方面对现有技术和研究成果进行了总结,在分析有关文献的基础上对微小型J-T效应节流制冷器的发展方向做了进一步的展望。随着应用领域的拓展及加工工艺的进步,制冷器的结构型式越来越趋于小型化、多样化,借助微刻蚀技术制作的多级、多层、多通道微小型J-T节流效应制冷器具有很大的发展空间;在理论研究方面,由于微小型J-T节流制冷器的运行机理较复杂,目前的理论模型多是基于不同程度的假设,因此,对于微小型J-T效应节流制冷器的理论研究,不仅需建立并求解更切实际的理论模型,还需关注与及时应用相关的基础研究成果。 展开更多
关键词 焦耳-汤姆逊效应 微小型制冷器 结构 理论模型
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气藏水平井温度分布特征及流量测试实验研究
6
作者 黄云龙 许剑 +2 位作者 刘通 元昕彤 徐强 《化工学报》 北大核心 2025年第2期612-622,共11页
明确水平井温度分布规律对于利用井温数据解释天然气产量至关重要。利用水平段多相参数测试实验装置,发现水平段温度分布特征与孔眼进气量、含水率以及相邻孔眼的温降密切相关,并分别建立了基于温差的流量及含水率预测关联式。实验结果... 明确水平井温度分布规律对于利用井温数据解释天然气产量至关重要。利用水平段多相参数测试实验装置,发现水平段温度分布特征与孔眼进气量、含水率以及相邻孔眼的温降密切相关,并分别建立了基于温差的流量及含水率预测关联式。实验结果表明,气体流入量越大,孔眼下方温度越低,而含水率增大会减弱气体通过孔眼时的温降,气体的节流温降效应在体积含水率达9%时消失。当多孔同时进气时,下游温降受上游温降影响显著,并随相邻孔眼间进气比增大而呈线性增强趋势,说明在纯产气阶段,利用温度数据计算射孔段产量时需要考虑射孔段间的温降干扰。但当下游孔眼流入气液两相时,随含水率的升高,上游温降对下游温降的影响逐渐降低。 展开更多
关键词 温度分布 水平气井 焦耳-汤姆逊效应 气液两相流 天然气 测量
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新型矿用救生舱空气调节系统研究与设计 被引量:2
7
作者 董景明 化鹏 +1 位作者 苑海超 潘新祥 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 2013年第8期68-71,共4页
救生舱是有效减少井下各种灾害导致人员伤亡的安全设施设备,调节救生舱内的温度是保障矿工生存的重要措施。通过对矿用救生舱热负荷的分析计算和矿用救生舱空气调节系统研究现状的分析,设计了以液态二氧化碳相变制冷为基础的两种空气调... 救生舱是有效减少井下各种灾害导致人员伤亡的安全设施设备,调节救生舱内的温度是保障矿工生存的重要措施。通过对矿用救生舱热负荷的分析计算和矿用救生舱空气调节系统研究现状的分析,设计了以液态二氧化碳相变制冷为基础的两种空气调节系统,可在无需电力驱动、相对狭小空间配套的情况下,适合作为救生舱的空气调节系统。该系统的研发将会解决矿用救生舱在无电力驱动情况下的温度调节问题。 展开更多
关键词 救生舱 空气调节 喷射式制冷 焦耳-汤姆逊效应 蒸发冷却
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基于红外热像图局部熵差的泄漏定位方法 被引量:4
8
作者 葛楠 彭光正 姜牧舟 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期596-599,604,共5页
对气体泄漏流动的温度特性进行研究,提出一种基于热像图局部熵差的密闭容器泄漏定位方法.通过带有压缩因子修正的焦耳-汤姆逊系数计算,推导泄漏节流温差,利用热成像方式采集充入冷却压缩空气前后的被测对象温度场,进而根据多帧红外图像... 对气体泄漏流动的温度特性进行研究,提出一种基于热像图局部熵差的密闭容器泄漏定位方法.通过带有压缩因子修正的焦耳-汤姆逊系数计算,推导泄漏节流温差,利用热成像方式采集充入冷却压缩空气前后的被测对象温度场,进而根据多帧红外图像的局部熵差确定泄漏位置.实验结果表明,熵差算法有效克服了诊断过程中被测对象的外形和表面缺陷干扰,能够高效、准确地实现泄漏点定位. 展开更多
关键词 泄漏定位 焦耳-汤姆逊效应 红外热像图 局部熵差
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气体泄漏传热模型及其有限元分析 被引量:2
9
作者 葛楠 彭光正 纪春华 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2005-2008,共4页
对气体发生泄漏时漏孔处的流动与传热耦合特性进行研究。分析泄漏流动状态并考虑摩擦力影响,推导气体泄漏描述方程,利用焦耳-汤姆逊系数计算泄漏节流温差并采用压缩因子进行修正。基于有限元方法建立传热模型,对泄漏稳态流与热传导的耦... 对气体发生泄漏时漏孔处的流动与传热耦合特性进行研究。分析泄漏流动状态并考虑摩擦力影响,推导气体泄漏描述方程,利用焦耳-汤姆逊系数计算泄漏节流温差并采用压缩因子进行修正。基于有限元方法建立传热模型,对泄漏稳态流与热传导的耦合场进行仿真分析,进而通过红外热成像方式实现泄漏点定位。仿真与实验结果表明,该传热模型较好地表征了泄漏发生时漏孔处的热特性,为利用红外成像技术的泄漏定位方法奠定了基础。 展开更多
关键词 泄漏检测 传热模型 有限元分析 焦耳-汤姆逊效应
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粉煤吸附甲烷温度变化规律试验研究 被引量:4
10
作者 解北京 王广宇 严正 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期123-128,共6页
为了研究粉煤在吸附甲烷过程中的温度变化规律和机理,采用理论分析与试验研究相结合的方法,基于焦耳-汤姆逊效应和吸附热效应原理,对比分析无粉煤纯甲烷压缩、膨胀及不同压力条件下粉煤吸附甲烷温度变化规律。研究结果表明:用充气罐向... 为了研究粉煤在吸附甲烷过程中的温度变化规律和机理,采用理论分析与试验研究相结合的方法,基于焦耳-汤姆逊效应和吸附热效应原理,对比分析无粉煤纯甲烷压缩、膨胀及不同压力条件下粉煤吸附甲烷温度变化规律。研究结果表明:用充气罐向无粉煤腔体内充甲烷时,由于甲烷焦耳-汤姆逊效应,腔体内气体温度在不同压力条件下迅速升高15℃;当腔体卸压时,甲烷温度下降6℃;粉煤吸附甲烷过程为放热过程,温度升高2~8℃,其温度变化的幅度与甲烷吸附平衡压力有关;粉煤吸附甲烷过程中,环境温度的变化是吸附反应放热和节流效应共同作用的结果。研究结果对井下瓦斯动力灾害预测温度指标的选取依据提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 吸附 甲烷 焦耳-汤姆逊效应 平衡压力
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天然气膜法脱碳过程中节流降温行为的研究 被引量:2
11
作者 王常春 赵琦 +4 位作者 丛玉凤 王丽娜 介兴明 康国栋 曹义鸣 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期22-29,36,共9页
采用实验室自制的聚酰亚胺(PI)中空纤维膜组件,通过气体节流渗透降温实验装置,系统考察了天然气中主要气体组分、膜渗透速率、组件填充率、操作压力以及放空比等参数对于膜法脱碳过程中气体节流渗透降温规律的影响.实验结果表明,CO_(2)... 采用实验室自制的聚酰亚胺(PI)中空纤维膜组件,通过气体节流渗透降温实验装置,系统考察了天然气中主要气体组分、膜渗透速率、组件填充率、操作压力以及放空比等参数对于膜法脱碳过程中气体节流渗透降温规律的影响.实验结果表明,CO_(2)气体表现出最为显著的节流渗透降温现象;膜渗透速率、组件填充率、操作压力等参数的提高会加剧组件内CO_(2)气体节流渗透降温程度,即降温速率变快且降温程度更严重;操作压力为1.5 MPa、进气温度为24.0℃时,膜组件内产生近20℃温降;放空比的提高在一定程度上有利于缓解组件内的温降现象.这些结果揭示了相关参数对膜组件内CO_(2)节流渗透降温行为规律性的影响,为天然气膜法脱碳过程中CO_(2)节流渗透降温行为的预判提供了科学有效的理论依据. 展开更多
关键词 聚酰亚胺 分离膜 焦耳-汤姆逊效应 二氧化碳 节流膨胀降温
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水平气井内温度分布影响因素的实验研究 被引量:5
12
作者 赵忠健 樊丽丽 +3 位作者 聂园浩 廖锐全 许冬进 张兴凯 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第18期177-182,共6页
为了建立利用水平气井温度数据定量解释产出剖面的解释模型,需要对水平井温度分布的影响因素进行分析评价。通过室内气液两相流实验平台,研究了产气量、产液量、射孔簇开孔方式、井筒倾角、重力场等因素对井筒温度分布的影响规律。结果... 为了建立利用水平气井温度数据定量解释产出剖面的解释模型,需要对水平井温度分布的影响因素进行分析评价。通过室内气液两相流实验平台,研究了产气量、产液量、射孔簇开孔方式、井筒倾角、重力场等因素对井筒温度分布的影响规律。结果表明:单相气和气液两相由射孔簇进入井筒后都会出现焦耳-汤姆逊效应,气量越大,井筒内温度越低,液量越大,井筒内的温降效应越弱;相同条件下,射孔数目越多,流量-温度曲线越平缓,射孔分布越均匀,井筒内温度分布越平缓;气液两相流时管道倾角对温度分布的影响大于单相气时的影响;由于重力作用,同一横截面上温度存在偏差。研究结果丰富了水平井温度分布规律的认识,为利用温度数据解释产出剖面的解释模型建立提供指导,具有重要的工程应用价值和学术意义。 展开更多
关键词 水平气井 多簇射流 温度分布 焦耳-汤姆逊效应
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气体钻井井底岩石热应力分析 被引量:7
13
作者 仉洪云 高德利 郭柏云 《中国石油大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期70-74,共5页
为研究焦耳-汤姆逊冷却效应产生的低温气体与地层的传热现象,采用热传导和热弹性理论方法求得井底温度,建立井底岩石稳态温度和热应力分布模型,并分析井底岩石稳态和非稳态情况下温度和热应力的分布规律。结果表明:井底附近岩石存在低温... 为研究焦耳-汤姆逊冷却效应产生的低温气体与地层的传热现象,采用热传导和热弹性理论方法求得井底温度,建立井底岩石稳态温度和热应力分布模型,并分析井底岩石稳态和非稳态情况下温度和热应力的分布规律。结果表明:井底附近岩石存在低温区,径向热应力和由负压差产生的'拉应力'叠加之后加强了井底岩石向井眼变形的趋势,促使井底岩石破裂;井底岩石热应力随井底气体温度降低而增大,保持适当的井底温度有利于钻头破碎岩石及机械钻速提高;时间对于井底岩石热应力的影响较大,在研究井底低温问题时不可忽略其影响。 展开更多
关键词 钻井 焦耳-汤姆逊冷却效应 温度 热应力
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超临界氦增压与排放过程的压力温度特性 被引量:1
14
作者 张亮 姚娜 +2 位作者 赵栋梁 张卫东 耑锐 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期10-15,共6页
为了探讨超临界氦增压技术在中国运载火箭和航天器上实现的可行性,进行了超临界氦增压排放实验研究。分析了低温杜瓦内的超临界氦的热分层稳定性;讨论了温度计引线两端大温差引起热声振荡和漏热现象;此外,由于节流微分效应和换热器管壁... 为了探讨超临界氦增压技术在中国运载火箭和航天器上实现的可行性,进行了超临界氦增压排放实验研究。分析了低温杜瓦内的超临界氦的热分层稳定性;讨论了温度计引线两端大温差引起热声振荡和漏热现象;此外,由于节流微分效应和换热器管壁轴向导热,换热器出口温度在排放过程出现大幅温度波动。实验结果证明超临界氦增压过程中增压压力平稳、可靠,压力容易控制。但后续改进实验中应消除换热器节流微分效应导致的出口温度波动,并且减小杜瓦以及支撑结构的漏热。 展开更多
关键词 运载火箭 超临界氦 增压 实验 焦耳-汤姆逊效应 热声振荡
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液氮洗的模拟与优化 被引量:1
15
作者 李玉顺 顾朝晖 +1 位作者 杨声 周翔 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期66-69,共4页
以河南心连心化肥有限公司的液氮洗作为研究对象,以其设计数据和实际数据为基础,应用Aspen Plus流程模拟软件,对该流程进行建模、模拟和技术分析,针对实际运行过程中,液氮洗冷量富余的情况,提出相应的操作优化措施。提高燃料气的出口压... 以河南心连心化肥有限公司的液氮洗作为研究对象,以其设计数据和实际数据为基础,应用Aspen Plus流程模拟软件,对该流程进行建模、模拟和技术分析,针对实际运行过程中,液氮洗冷量富余的情况,提出相应的操作优化措施。提高燃料气的出口压力可以减少冷量的产生,燃料气的出口压力从300 k Pa,提高到1 900 k Pa,冷量大概产生10 k W。但是,并不能从根本上解决燃料气外排的这种情况。把中压配氮由内配氮改成外配氮,减少焦耳汤姆逊效应的产生,使产生的冷量较少。将内配氮流量1 507 kmol/h调节为1 100 kmol/h时,可以消除燃料气外排的现象。 展开更多
关键词 液氮洗 焦耳-汤姆逊效应 冷量
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