基于旋流的天然气超声速喷管分离特性.pdf

2 0 1 1 年 2月 石 油学 报 石 油 加工 A C T A P E T R 0 L E I S I N 1 C A P E T R O L E U M P R O C E S S I N G S E C T I O N 第 2 7 卷第 1期 文 章编 号 1 0 0 1 8 7 1 9 2 0 1 1 0 1 0 1 5 O 一 0 5 基于旋流的天然气超声速喷管分离特性 文 闯，曹学 中 国石 油 大 学 文 ，张 静，杨 燕，张文敬 储运与建筑工程学院 ，山东 青 岛 2 6 6 5 5 5 摘要 采用数值模拟方法研究来流为旋 流的拉伐尔喷管内的流场 ，考察了喷管的收缩 比、收缩半角、喉部圆柱段长 度和扩张半角对天然气超声速喷管旋流分离 性能的影响 。数值计 算结果表 明，增 加喷管 收缩 比和收缩半角可 以提 高喷管旋流分 离性能 。喷管喉部圆柱段长度对喷管旋流分 离性能影响较小 。当喷管扩 张半 角小于 2 。 时 ，喷管旋 流 分离性能较差 ；扩张半角在 2 ～6 。 时 ，喷管旋 流分离性能较好 ；继续增加扩张半角 ，喷管旋流分离性能下降。 关键词旋流；超声速 ；拉伐尔喷管 ；分离性能 ；数值模拟 中图分类号 TE 8 6 8 文献标识码 A d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ i ． i s s n ． 1 1 8 7 1 9 ． 2 0 1 1 ． 0 1 ． 0 2 6 S e p a r a t i o n Ch a r a c t e r i s t i c s o f S u p e r s o n i c S wi r l i n g Fl o w No z z l e f o r Na t u r a J Ga s WEN Ch u a n g ，CAO Xu e we n，ZHANG J i n g，YANG Ya n，Z HANG W e n j i n g C o l l e g e o f T r a n s p o r t S t o r a g e a n d C i v i l En g i n e e r i n g，C h i n a U n i v e r s i t y o f Pe t r o l e u m， Qi n g d a o 2 6 6 5 5 5 ，C h i n a Ab s t r a c t Th e f l o w f i e l d o f t h e L a v a 1 n o z z l e wa s n u me r i c a l l y s i mu l a t e d ，wh e r e t h e u p s t r e a m o f t h e no z z l e wa s o f s wi r l i n g f l o w．The e f f e c t s o f no z z l e c on t r a c t i on r a t i o，c o nv e r ge nt h a l f a n g l e ，l e n gt h o f t h r oa t c y l i n de r a nd d i ve r ge nt ha l f a ng l e o n t he s e p a r a t i o n p e r f or ma n c e o f s up e r s on i c s wi r l i ng f l ow no z z l e we r e i nv e s t i ga t e d ． The nu me r i c a l r e s u l t s s ho we d t ha t g o o d s e pa r a t i o n pe r f o r ma nc e o f t he n o z z l e wa s ob t a i ne d wi t h i n c r e a s e s o f t he n o z z l e c o nt r a c t i on r a t i o a n d c on v e r ge nt h a l f ～ a n gl e ． The i n f l u e n c e of t he l e n g t h o f t hr o a t c y l i nd e r o n t he s e p a r a t i o n pe r f o r ma nc e o f s u pe r s o ni c s wi r l i ng f l o w n o z z l e wa s v e r y s ma l 1 ． W h e n t he di v e r g e nt ha l f a ng l e wa s a t t h e r a n ge o f 2 。t o 6 。 。t he s e p a r a t i on p e r f o r m a nc e wa s n e a r l y p e r f e c t wi t h l i t t l e c ha ng e ．W he n t he di v e r ge nt h a l f a ngl e wa s l e s s t h a n 2 。o r mo r e t h a n 6 。 ，t he s e pa r at i o n p e r f or ma n c e d e c l i n e d ． Ke y wo r d ss wi r l i n g f l o w ；s u pe r s on i c s；La va l no z z l e ；s e pa r a t i o n p e r f o r m a nc e ；nu m e r i c a 1 s i m u l a t i o n 超声 速旋 流分离 器是 一 种用 于天 然气 脱水 和重 烃分离 的新 装 置L 1 ] 。在 超声 速 旋 流分 离 器 中 ，天 然气经旋 流叶片产 生 旋流 后 进入 拉 伐 尔喷 管绝 热 膨 胀至超声 速 ，形 成低 温 低压 。在 喷 管 内温 度 急剧 下 降的过程 中 ，天然 气 中 的水 和重 烃达 到 过饱 和 状 态 开始凝 结 ，出现 成 核现 象 ，随后 液 滴 开始 生 长 ，形 成气一 液混合 物 。同时 ，旋 转 的流体经 喷 管后切 向速 度得到 增加 ，在 强烈 的旋 流场 作用 下 将水 和重 烃从 天 然气 中分 离[ 4 ] 。 由此 可见 ，拉 伐 尔 喷 管性 能 的 好坏决 定 了超声 速旋 流 分 离器 效 率 的高 低 ，喷管 性 能 的研究 是超 声速 旋 流 分离 器 设计 开 发 的关 键 。 目 前 ，对 喷管性 能 的研究 主要 集 中在 来 流 比较稳 定 的 轴流式 喷管方 面 ，对 来 流 为旋 流 的拉 伐 尔 喷管 性 能 的研究还 很少 l_ 6 。 良好 的 天然 气超 声 速旋 流 喷 管 应该具有 较好 的气 、液分 离 性 能 ，而 喷 管性 能 在很 大程度 上 取 决 于 喷管 收 缩 段 、 喉 部 和 扩 张 段 的设 收 稿 日期 2 0 0 9 1 1 一 O 3 基金项目国家高技术研究发展计划“ 8 6 3 ” 计划 2 o 0 7 AA0 9 Z 3 0 1 和国家科技重大专项 2 0 0 8 Z X0 5 0 1 7 0 0 4 资助 第一作者文闯，男 ，博士研究生 ，从事天然气加工与处理技术的研究 通讯联系人 曹学文 ，男 ，教授 ，从事天然气加工与处理技术的研究；Te l 0 5 3 2 8 6 9 8 1 2 2 3 8 8 ；E ma i l c a o x wu p c ． e d u ． e ll 第 1期 基 于 旋 流 的 天 然 气 超 声 速 喷管 分 离 特 性 1 5 1 计l 】 。笔者 主要 研 究 了超 声 速 旋 流 喷 管 的 收缩 比、 收缩半 角 、喉部 型 面 和扩 张 半 角 与 喷管 旋 流 分 离性 能的关 系 ，可为 优 化 喷 管设 计 、提高 超 声 速 旋 流分 离器 的分离 效率起 到一 定 指导作 用 。 1 喷管结构 与数值 方法 1 ． 1 拉 伐尔 喷管 的设计 采用 的超 声速 旋 流 喷管 是 由外 壳 加 内 芯构 成 的 环形 拉伐 尔喷 管 ，分 为 亚 声 速 收缩 段 、喉部 和超 声 速扩 张段 3部 分 。根 据 空 气 动力 学 原 理 ，亚 声 速 收 缩段 采用 双三 次 曲线 法设 计 _ 1 ，喉部 设 计 为 1段 光 滑 圆弧 ，超 声速 扩张段 设 计 为环 形 圆 锥段 [ 1 ，其结 构 如 图 1所示 。 S wi r l i n g Ce n t r a l Co n v e r g e nt Th r o a t Di v e r g e n t W a l l 图 1 超 声速旋流喷管结构 示意图 Fi g ．1 The s t r u c t ur e s c h e m a t i c o f s up e r s o ni c s wi r l i n g f l o w no z z l e 1 ． 2 喷管超 声 速旋流 场 的数值 方法 与验 证 1 ． 2 ． 1 Na v i e r S t o k e s控 制方 程 三 维可压 缩 Na v i e r S t o k e s方 程如 式 1 所示 。 a t w d V -}- } F G l d A 一 小H d n 1 式 1 中 ，Q 为 控 制 体 ； 3 Q 为 控 制 体 边 界 面 ；w 为求 解变 量 ；F 为无黏 通量 ；G 为黏 性通 量 ；H 为 源项 。 分 别 采 用 二 阶 精 度 的 有 限 体 积 法 和G a u s s S e i d e l 隐式 迭代对 控 制 方 程 进 行 空 间 离 散 和 时 间 离 散 。 1 ． 2 ． 2湍 流模 型和计 算方 法 超声 速 旋流分 离器 内部流 场 十分 复 杂 ，C F D 技 术 是研究 开 发超声 速旋 流 分 离 器 的 重要 手 段 ，其 中 的 F L UE NT 软件 适 于模 拟 亚 声 速 、跨 声 速 和 超 声 速 流动 大 范 围 内 复 杂 流 场 结 构 的 可 压 缩 流 动 。在 F L UE NT 给 出的 湍 流模 型 中 ，RNG 的 一 ￡二 方 程 模 型适 用于 高雷 诺 数 湍流 场 的求解 ，尤 其对 强 旋 流 流 场有 着很好 的 改进效 果 l 】 。考 虑 到计 算 精度 和 运 行 速率 ，笔者 选用 RNG 的 ￡模 型进行 数值 计算 。 超声 速旋 流场 是 在非 常精 细 网格 上 的高 速 可 压 缩流 动 ，因此选 用 耦 合 隐 式算 法 。流 动方 程 采用 二 阶迎 风格式 求解 ，湍 流模 型 中湍 流 动 能方 程 和 湍 流 动能 耗散率 方 程均采 用一 阶迎 风格式 求解 。 1 ． 2 ． 3 旋 流分 离器 喷管段 的 网格划 分 网格划 分对 数值 计 算 的准确 性 和 稳 定性 有 重 要 影 响 。笔者 对 旋 流 叶 片 段 采 用 四 面体 非 结 构 网 格 ， 对 喷管 段采 用 结 构 网 格 ，并 采 用 GAMB I T 软 件 进 行计 算 区域 的网格 划 分 。非 结 构 网 格对 复 杂 边 界 的 适应 性强 ，可 以在 流 场参 数 变 化 剧 烈 的旋 流 叶 片周 围进 行局 部 网格 加 密 ；同时 借 助 F L UE NT 的 自适 应 网格 ，在计算 初 始 流场 的前 提下 自动 加 密旋 流 叶 片和 喷管 附近 的 网格 ，可 以提 高 网格 对 复 杂旋 流场 的捕 捉能力 和计 算精 度 。 1 ． 2 ． 4数值 模 拟计算 中采 用 的流体物 性 数 值模 拟计算 中采用 的流体 介质 为饱 和凝析 气 ， 其 物性 及相 平衡 特性符 合 以下 4 个 条件 。 1 密度 对 于 可压 缩 流 体 的密 度 关 系式 ，选 取 理想 气 体 状 态 方程 p 尺T，即 密 度变 化 遵 守 理 想 气体定 律 。 2 黏性 选 用三 系数 的 S u t h e r l a n d黏性 定律 。 与 温度相 关 的 S u t h e r l a n d定 律可 以很 好 地适 用 于 高 速 可压缩 流体 。该定 律使 用 理 想 化 的分 子 间 作 用力 势 函数 ， 由二 或三 系数指 定 。 3 热传 导 系 数 模 拟 能 量 和 黏 性 流 动 时需 要 定 义 热传导 系 数 。 由于 选用 气 体 定 律定 义 密 度 ，所 以选用 分子 运动 论定 义热传 导 系数 。 4 热容 温 度 在 2 4 0 ～ 1 0 0 0 K 时 ，定 压 比热 C 随温 度 的变化 非常微 弱 ，并且 c 对 流场 中流 体物 性 的影 响 也 很 小 ，因 此 c 可 以近 似 当作 常数 来 处 理 。 1 ． 2 ． 5 旋 流分离器 喷 管 内的边界 条件 针对 超声 速 可压 缩 气 体 的 流 动特 征 ，设 定 进 口 边 界为压 力人 口、出 口边 界 为压 力 出 口 ，固体 壁 面 采用 无滑 移 、无 渗 流 、绝 热 边界 。对 于高 马 赫 数可 压缩 流动 ，操作 压 力 的意 义不 是 很 明显 ，因 此取 操 作压 力为 零 ，采 用绝 对压 力进 行数值 计算 。 1 进 口边 界 ，即 压 力 入 口需 要 指 定 的 参 数 总压 、总 温 、静 压 和 湍 流参 数 。总压 、总 温 和静 压 根据入 口条 件得 到 ，指 定 湍 流强 度 和 黏 性 比作 为 湍 1 5 2 石 油 学 报 石油 加 工 第 2 7卷 流参 数 。 2 出 口边 界 ，即压 力 出 口需 要 指 定 的 参 数 静压 、回流 总温 和湍 流参 数 。压力 出 口出现 当地超 声速情 况 ，压力 要 从上 游 条件 推 导 出来 ，此 时 无需 设置静 压 ；忽 略壁面散 热和其他 形式 的能量损失 时 ， 总能量 不变 ，回流 总温 与 入 口总 温相 等 ，仍 以 湍流 强度和 黏性 比作 为湍流参 数 。 1 ． 2 ． 6 数值模 拟计算方 法 的算 例验证 B o e r n e r等口 对来 流为旋 流 的收 缩一 扩张 喷管 内 可压缩空 气的旋 流运 动 规 律进 行 了研 究 ，从 理 论 与 实验两方 面分析 了旋 流强 度 对通 过 喷管 喉 部质 量 流 量的影 响 。该研究 中 以无 量纲 参 数 s 和 M 表 征 旋 流强度 和通 过喷 管 喉部 的 质量 流量 比率 。旋 流 强 度 5定义 为切 向速 度与 临 界速 度 之 比 ，质 量 流量 比率 M 定义 为来流 的旋 流强度 为 S 时通 过喷 管喉部 的质 量 流量 ，与来 流 的旋流 强 度 为零 时通 过 喷管 喉 部 的 质量 流量之 比。结果 表 明 ，理 论和实 验结果相 吻合 ， 数据 可靠 。笔者 以此 为例进行 验证 。 在 进 行 数 值 计 算 时，在 相 同 条 件 下， 以 B o e r n e r等 使 用 的 喷 管 为 几 何 模 型 、介 质 为 空 气 ， 选用 R N G 的 e 模型 作为湍流 模型 ，进 口边界 为压 力入 口，出 口边 界 为压 力 出 口，固体壁 面采 用无 滑 移 、无 渗流 、绝 热 边 界 ，数 值 计 算 结 果 示 于 图 2 。 从 图 2可以看 出 ，通 过 喷管 喉部 的质量 流 量 随着 旋 流强度 的增强 而减 小 ，特 别在 强 旋 流 的作用 下 ，通 过喷管喉部的质量流量急剧降低 。数值计算结果与 图 2 旋 流 强 度 s 对 超 声 速 旋 流 喷 管喉 部 质 量 流 量 比率 M 影 响的数值计算结果与文献[ 1 7 ] 值 比较 F i g ． 2 T h e n u me r i c a l r e s u l t s o f t h e s wi r l p a r a me t e r SV S ma s s f l o w r a t e M a t t h e t h r o a t o f s u p e r s o n i c s wi r l i n g f l o w n o z z l e a n d t h e r e f e r e n c e [ 1 7 ]v a l u e s 1 E x p e r i me n t a l d a t a o f r e f e r e n c e 1 7 3 ； 2 An a l y t i c d a t a o f r e f e r e n c e 1 7 ] ； 3NU me r i c a l s i mU 1 a t i o n r e s u i t s B o e r n e r 等 的理论 、实验 结 果 的最 大 误 差 为 1 ． 5 ， 尤其 是在 强旋 流条 件 下 吻合 较 好 。由此 表 明 ，笔 者 采 用 的数 值计算 方法 用 于拉 伐 尔 喷管 中 可压 缩流 体 复杂旋流场的数值计算时，具有 良好的准确性和稳 定性 。 2结 果 与 讨 论 2 ． 1 喷管 收缩 比对超声 速喷管旋 流分 离性能 的影响 在喷管 收缩 半 角 为 2 5 。 、喉 部 型 面 的 圆 柱 段 长 度为零 和扩 张半 角为 3 。 的条件 下 ，改变 喷 管收 缩 比 喷管 入 口直径 与 喉部直径 之 比，y ，考 察其对喷 管 旋流分 离性能 的影 响 ，结 果 如 图 3所 示 。从 图 3可 以看 出 ，随着 y的增 加 ，喷管 出 口截 面平 均静 温 和 切 向速度 均上升 。这 是 由于喷 管 内切 向速度 的增大 削弱 了喷管 的膨胀 性 能 ，从 而导 致 静 温上 升 。虽然 平 均静 温只增加 了 3 ． 6 K，但 喷 管 出 口截 面 的平 均 切 向速度 由 1 l 5 ． 2 4 m／ s 急剧增 加到 1 4 5 ． 4 3 m／ s ， 喷 管 的旋 流分离性 能将得 到 明显 改善 。 y 图 3超声 速旋流喷管收缩比 对喷管出口截面平均 静 温 T 和 平 均切 向速 度 v 的 影 响 F i g ． 3 T h e e f f e c t s o f c o n t r a c t i o n r a t i o y o f s u p e r s o n i c s w i r l i n g f l o w n o z z l e o n t h e a v e r a g e s t a t i c t e mp e r a t u r e T a n d a v e r a g e t a n g e n t i a l v e l o c i t y y a t e x i t s e c t i o n o f n o z z l e 1 T VS y ； 2 v V S， ， 2 ． 2喷 管收缩 半角对超 声速喷 管旋流 分离性能 的影 响 在喷 管收缩 比为 7 、喉 部 型 面 的 圆柱 段 长 度 为 零和扩张半角为 3 。 的条件下 ，改变喷管收缩半角， 考察 收缩半角 a 对喷 管旋流分 离性 能的影 响 ，结 果 如 图 4所示 。从 图 4可 以看 出 ，a 小 于 3 0 。 时 对喷 管 出 口截 面平均 静温 和 切 向速 度 有显 著 影 响 ，之 后影 响较 小 ，趋 于平稳 。a由 1 O 。 增 加 到 3 O 。 时 ，虽 然 喷 管 出 口截 面平 均 静 温 上 升 了4 ． 3 K，但 喷 管 出 口截 第 1期 基于旋流 的天然气超声 速喷管分 离特性 1 5 3 面 的 平 均 切 向 速 度 由 9 1 ．4 4 m／ s 急 剧 增 加 到 1 5 1 ． 1 2 m／ s ，喷 管 的旋 流 分 离 性 能 仍 然 得 到 明 显 改 善 。 ／f。 图 4 超声速旋流喷管收缩半角 口 对喷管出 口截面平均 静 温 T 和 平 均 切 向速 度 v 的影 响 F i g ． 4 Th e e f f e c t s o f c o n v e r g e n t h a l f - a n g l e 口o f s u p e r s o n i c s wi r l i n g f l o w n o z z l e o n t h e a v e r a g e s t a t i c t e mp e r a t u r e Ta n d a v e r a g e t a n g e n t i a l v e l o c i t y ， a t e x i t s e c t i o n o f n o z z l e 1 T V S d； 2 V S a 2 ． 3 喷管 喉部 型面对 超声 速 喷管旋 流 分离性 能 的影 响 在 喷管 收缩 比为 7 、收缩半 角 为 2 5 。 和 扩张 半 角 为 3 。 的条 件 下 ，改 变 喷 管喉 部 圆 柱段 的无 因 次 长度 l ／ r 1 为 圆柱段长 度 ，r为喉部 半径 ，考 察 l ／ r 对 喷 管 旋流 分离 性 能 的影 响 ，结 果 如 图 5所 示 。从 图 5 可 以看 出 ，随喷 管 喉 部 圆柱 段 无 因 次 长度 l ／ r的增 加 ，喷 管 出 口截 面平 均静 温 略有 上 升 ，切 向速 度 略 t | r 图 5喷 管 喉 部 圆 柱 段 无 因次 长 度 l ／ r对 超 声 速 旋 流 喷 管 出 口截 面 平均 静温 T 和 平 均 切 向 速 度 V 的 影 响 F i g ． 5 T h e e f f e c t s o f l ／ r o n t h e a v e r a g e s t a t i c t e mp e r a t u r e T a n d a v e r a g e t a n g e n t i a l v e l o c i t y y a t e x i t s e c t i o n o f s up e r s o ni c s wi r l i ng f l o w no z z l e 1 丁 V S ／ r ； 2 V S ／ r 有 下 降 ，变 化趋 势 缓 慢 。这 主要 是 由于 流体 在 喷管 喉 部 圆柱段 的流 动 是 声速 等 截 面 摩擦 管 流 ，流体 与 管 壁 的摩 擦 消耗 了一小 部分 动能 。 2 ． 4 喷管 扩张半 角对 超声 速喷 管旋流 分 离性能 的影 响 在 喷管 收缩 比 7 、收缩 半角 为 2 5 。 和 喉部 型 面的 圆柱 段长 度为 零 的条 件 下 ，改 变 喷 管扩 张半 角 口 ， 考察 对 喷管 旋流 分 离 性 能 的影 响 ，结 果 如 图 6所 示 。从 图 6可 以看 出 ，当 口小 于 2 。 时 ，喷管 出 口截 面 的平均 静温 较高 。这 是 由于 较 小 时 ，边 界层 是 影 响喷管 性能 的 主要 因素 。此 时 ，边 界 层 厚 度 沿喷 管壁 的分 布影 响 了喷 管 的 实 际流 动 ，减 小 了有 效 的 流通 面积 ，改变 了面 积 比，使 喷管 出 口达 不 到设 计 的马赫 数 。当 口在 2 。 ～6 。 之 间时 ，边 界层影 响较 小 ， 喷管 出 口截 面平 均静 温 和 喷 管 出 口截 面 平 均离 心 加 速度变 化平 缓 ，此 时喷 管 的旋 流分 离 性 能 较好 且 比 较 稳定 。继 续 增 加 口 ，边 界 层 开始 脱 离管 壁 ， 内部 扰 动加剧 ，内部摩 擦 损 失 增 大 ，喷 管 出 口截 面 平 均 静 温快速 升 高 ，喷 管旋 流分 离性能 下 降 。 卢／ 。 图 6超声速旋流喷管扩张半角 对喷管出 口截面平均 静 温 { T 和 平 均 切 向速 度 V 的 影 响 F i g ． 6 Th e e f f e c t s o f d i v e r g e n t h a l f - a n g l e o f s u p e r s o n i c s wi r l i n g f l o w n o z z l e o n t h e a v e r a g e s t a t i c t e mp e r a t u r e T a n d a v e r a g e t a n g e n t i a l v e l o c i t y V a t e x i t s e c t i o n o f n o z z l e 1 T V s 卢 ； 2 v s 3 结 论 1 理论 和 实验 数 据 的对 比验 证 表 明 ，采 用 的 数值 计算 方法 可用 于 外壳 加 内芯 构 成 的环 形 拉 伐尔 喷管 中可压缩 流体 复 杂 旋 流 场 的数 值 计 算 ，且具 有 良好 的准确性 和稳 定性 。 2 增 大喷 管 收缩 比 和 喷管 收 缩 半 角 可 以 有效 改善 喷管 旋流 分离 性 能 ，但 当收 缩 半 角 大 于 3 0 。 时 ， 1 5 4 石油学报 石油加工 第 2 7卷 其改善 效果不再 明显 。喷管 喉 部 圆柱 段 长度对 喷管 旋流分 离性能影 响很 小 。 喷管 扩张 半 角对 喷 管旋 流 分离性 能有显著 影 响 。当扩张 半 角小 于 2 。 时 ，边 界 层的存在 降低 了喷管 的膨胀 效 果 ，喷管 旋 流分 离 性 能达不 到要 求 ；当 扩 张半 角 在 2 ～ 6 。 之 问 时 ，边 界 层影响 较小 ，喷 管 旋 流 分 离 性 能 较 好 且 比较 稳 定 ； 继续增加 扩张半 角 ，边 界层 开 始脱 离 管壁 ，喷 管 旋 流分离性 能下降 。 参 考 文 献 [ 1 ]OK I MOT O F T，B E T T I NG M．Tw i s t e r S u p e r s o n i c s e p a r a t o r [ c] ／ ／ P r o c e e d i n g o f t h e 2 0 0 1 L a u r a n c e Re i d Ga s Co n d i t i o n i n g Co n f e r e n c e ． No r ma n ， Ok l a h o ma ， 2 0 0l _ r 2 ]ALF YOROV V，BAGI R0V L，DMI TRI E V L，e t a 1 ． S u p e r s o n i c n o z z l e e f f i c i e n t l y s e p a r a t e s n a t u r a l g a s c o mp o n e n t s [ J ] ．Oi l G a s J o u r n a l ， 2 0 0 5 ， 5 5 3 5 8 ． [ 3 ]蒋文明 ， 刘 中良， 刘 恒伟 ， 等．超音速分离 管内部流 动 的二维数值模 拟与分析[ J ] ．工程热 物理 学报 ， 2 0 0 8 ，2 9 1 2 2 1 1 9 2 1 2 1 ． J I ANG W e n mi n g ，LI U Z h o n g l i a n g， LI U He ngwe i ， e t a 1 ． Two di me n s i on a l s i mu l a t i o n a nd a n a l y s i s o f t h e f l o w i n s u p e r s o n i c s e p a r a t o r [ J ] ．J o u r n a l o f E n g i n e e r i n g Th e r mo p h y s i c s ， 2 0 0 8 ， 2 9 1 2 2 9 ～ 21 2 1 ． [ 4 ]E C K P V，E P S OM H D ．S u p e r s o n i c Ga s C o n d i t i o n i n g I n t r o du c t i on o f t he Low Pr e s s u r e Dr oD TW I STER M [ c ] ／ ／ P r o c e e d i n g o f G a s P r o c e s s o r s As s o c i a t i o n E u r o p e Ann ua l M e e t i ng ．Os l o No r wa y2 00 6 ． r 5 ]KAL I KMAN0V V， BE TTI NG M ， B RUI NI NG J ， e t a 1 ． Ne w De v e l o p me n t s i n Nu c l e a t i o n Th e o r y a n d Th e i r I mp a c t o n Na t u r a l G a s s e p a r a t i o n [ c ] ／ ／ P r o c e e d i n g of t he 2 00 7 SPE An nu a l Te c h ni c a l Con f e r e nc e a nd Exh i b i t i o n ． An a he i m Ca l i f o r n i a2 0 07 ． [ 6 ]蒋文明 ， 刘中 良， 刘 恒伟 ， 等．双组份混合物 一维超音 速分离管内数值模拟L J ] ．石油学报 石油加工 ， 2 0 0 8 ， 2 4 6 6 9 7 7 0 1 ． J 1 ANG We n mi n g，LI U Z h o n g l i a n g， L1 U He ngwe i ． e t a 1 ． Nu me r i c a l s i mul a t i on o f t wo c om p o ne nt m i x t ur e i n on e d i m e ns i o n s up e r s o ni c s e p a r a t o r [ J ] ．A c t a P e t r o l e i S i n i c a P e t r o l e u m P r o c e s s i n g S e c t i on ，2 0 08，2 4 669 7 - 7 01 ． [ 7 3 J AS S I M E， AB OI M A， MUZ Y C HKA Y ． Co m p u t a t i o na l f l ui d dy na mi c s s t ud y f o r f l o w o f n a t ur a l ga s t hr o u gh hi gh pr e s s u r e s up e r s on i c n oz z l e s Pa r t 1 Re a l g a s e f f e c t s a n d s h o c k w a v e [ J ] ．P e t r o l e u m S c i e n c e a n d Te c hn ol og y，2 0 08，2 6 1 51 7 57 17 7 2． [ 8 ]J AS S I M E， AB D I M A， MUz Y CHKA Y． Co mpu t a t i o n al f l ui d dy na mi c s s t ud y f or f l ow o f na t u r a l ga s t hr ou gh hi g h pr e s s u r e s u p er s on i c n oz z l e s Pa r t 2 No z z l e g e o me t r y a n d v o r t i c i t y [ J ] ． P e t r o l e u m S c i e n c e a n d Te c hn ol o gy，2 0 08，2 6 1 51 7 73 1 78 5． [ 9 ]B E T T I N G M， E P S OM H D ． S u p e r s o n i c s e p a r a t o r g a i n s ma r k e t a c c e p t a n c e [ J ] ．w0 r l d Oi l ，2 0 0 7 ，2 2 8 4 1 9 7 2 OO ． [ i 0 ]刘坤 ， 朱苗勇 ， 高茵，等．L a v a l 喷管内流动特征的数值 模拟[ J ] ．冶金能 源，2 0 0 7 ，2 6 4 2 0 2 3 ． L I U Ku n ， ZH U M i a o y on g，G A0 Yi n，e t a 1 ． N u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f f l o w c h a r a c t e r i n L a v a l t u b e[ J _ ． E n e r g y f o r M e t a l l u r g i c a l I ndu s t r y，20 0 7，26 42O 一 23 ． [ 1 1 ]X I AO Q， T S AI H M， P AP AM0 s c H0u D ．N u me r i c a l i n v e s t i g a t i o n o f s u p e r s o n i c n o z z l e f l o w s e p a r a t i o n[ J ] ． Ai a a J o u r n a l ，2 0 0 7 ，4 5 3 5 3 2