激波对天然气超音速低温脱水性能的影响

作者：李增强; 韩卓

来源：低温与超导, 2023, 51(08): 82-88.

DOI：10.16711/j.1001-7100.2023.08.013

• 天然气
• 超音速
• 低温
• 脱水

基于传热理论、空气动力学和冷凝动力学等理论，建立了天然气中水蒸气非平衡冷凝的数学模型，阐明了天然气超音速低温脱水过程中激波和非平衡凝结之间的相互作用。结果表明，当激波进入成核区时，成核过程迅速终止，液滴增长过程消失。激波过后，过饱和度迅速下降，气体从过饱和状态转变为不饱和状态，系统恢复到热力学平衡状态。当激波出现在液滴生长区域时，有一个完整的成核过程。激波前的气体分子形成稳定的液滴并释放潜热，导致温度和压力的波动。激波过后，液滴生长环境被破坏，导致液滴半径和液体含量下降到0。随着水蒸气含量的增加激波对超音速流动的影响减小，同时可以获得更大的液滴半径和更高的脱水效果。