Забыли данные входа?   Регистрация  

Эффекты дросселирования и температурного разделения в сверхзвуковом потоке углекислого газа

Автор: Сергей Станиславович Попович

Соавторы: А.Г. Здитовец, Н.А. Киселёв

Организация: НИИ механики МГУ

Эффекты дросселирования и температурного разделения в сверхзвуковом потоке углекислого газа

Положительный дроссельный эффект (эффект Джоуля-Томсона) заключается в снижении температуры газа при падении его давления. Данный эффект сопровождает течение газа в скважинах и трубопроводах при резком изменении проходного сечения, преодолении потоком различных препятствий и местных сопротивлений, в частности, при редуцировании давления природного газа на газораспределительных станциях. При этом газ попадает в такие термобарические условия, при которых происходит гидратообразование из-за имеющейся влаги в составе газа. В случае отсутствия подогрева перед дроссельным устройством сброс давления в нем приводит к выпадению конденсата в виде кристаллогидратов, образованию жидких пробок, обмерзанию регулирующих клапанов, запорной арматуры и приборов.

Компенсировать охлаждение газа при дросселировании можно за счет эффекта температурного разделения в сверхзвуковом потоке [1]. Эффект основан на снижении температуры пристенных слоев газа относительно температуры ядра потока при его разгоне до сверхзвуковых скоростей. При течении потока с дозвуковыми скоростями такого эффекта не наблюдается, и температура обтекаемой стенки практически равняется температуре торможения потока. Устройство температурного разделения представляет из себя конструкцию «труба в трубе», в котором осуществляется передача теплоты через перегородку к высокоскоростному (сверхзвуковому) потоку газа от низкоскоростного (дозвукового) потока.

Ранее было показано, что дроссель-эффект охлаждения газа при работе устройства на воздухе полностью перекрывается нагревом сверхзвукового потока от дозвукового [2]. В рамках данной работы проводится экспериментальное исследование прототипа устройства сверхзвукового безмашинного энергоразделения при работе на гидратообразующем компоненте природного газа – углекислом газе.

 

1.Попович С.С., Здитовец А.Г., Киселёв Н.А., Макарова М.С. Использование метода сверхзвукового безмашинного энергоразделения при редуцировании давления природного газа // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 91. С. 2–15.

2.Попович С.С., Здитовец А.Г., Киселёв Н.А. Экспериментальное исследование сверхзвукового безмашинного энергоразделения в потоке углекислого газа с целью отработки технологии предотвращения гидратообразования // Сборник трудов XIV Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России». Т. 1. Издательский центр РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. Москва, 2021. С. 83–92.