不同喷管背压下氨气超声速凝结特性

• 作者: 边江 赵子源 陈俊文 郭丹 刘杨 曹学文
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: Laval喷管 氨气 凝结 背压 激波
• 年，卷（期）: 2024,（6）
• 页码范围: 132-138
• 页数: 7页
• 语种: 中文

摘要

氨分解制氢是“氨-氢”储运产业的重要组成。由于氨的催化分解效率有限，分解气中往往含有未分解的氨气，因此氨气与氢气的分离是必不可少的环节。将超声速旋流分离技术引入“氨-氢”分离领域，建立了考虑氨气非平衡凝结与激波的超声速凝结模型，研究了氨气在Laval喷管内的凝结流动特性，探究了喷管背压对氨气的超声速流动与凝结特性的影响。结果表明，氨气在Laval喷管中高速膨胀，在通过喉部后达到凝结临界状态，在极短的距离内成核并大量凝结，液滴半径和液相质量分数不断增大。激波产生后，过冷度迅速降为负值，凝结液滴开始大量蒸发。在激波串的波节间存在低温区，当过冷度大于0 K时液滴半径小幅增大，但之后又会快速蒸发。当压比（出口背压与进口静压的比值）由0.18增大至0.62,Laval喷管出口处液相质量分数从0.064减小至0,Laval喷管液化效率不断减小直至完全失去液化能力。