超临界水射流焦汤系数计算与节流过程降温效果分析.pdfVIP

第 39 卷 第 2 期 石 油 钻 采 工 艺 Vol. 39 No. 2 2017 年 3 月 OIL DRILLING PRODUCTION TECHNOLOGY Mar. 2017 1000 – 7393 2017 02 – 0163– 07 DOI:10.13639/j.odpt.2017.02.007 文章编号： （ ） 　　　 超临界水射流焦汤系数计算与节流过程 降温效果分析 1 ，2 1 ，2 1 ，2 1 ，2 1 ，2 1 ，2 胡晓东 　宋先知 　李根生 　沈忠厚 　 彭炽 　朱斌 1. 油气资源与探测国家重点实验室； 2. 中国石油大学（北京）石油工程学院 引用格式：胡晓东，宋先知，李根生，沈忠厚，彭炽，朱斌 . 超临界水射流焦汤系数计算与节流过程降温效果分析［J ］. 石油 钻采工艺，2017 ，39（2）：163-168. 摘要： 高温流体通过喷嘴是节流流动的过程，会引起流体内部温度的变化，将影响高温射流冲击力与热裂解效应等。应用 超临界水物性方程与焦汤系数的定义公式，推导出了射流通过喷嘴过程的焦耳汤姆逊系数的求解公式，并编制程序迭代求解， 得到不同参数条件下焦耳汤姆逊系数分布特性与变化规律，并采用焦汤系数计算公式，计算得到不同参数下过喷嘴节流过程 中降低温度值的变化规律。结果表明，在 25~65 MPa 和 650~1 000 K 的条件下，焦耳汤姆逊系数为正，随着反应腔内温度的增 加，焦耳汤姆逊系数先增大后减小，在文中条件下的最大值为 4.92 ；而随着反应腔内压力的增加，焦耳汤姆逊系数降低，在 65 MPa ，650 K 条件下取得最小值 0.22。焦汤效应的最大值均出现在过热蒸汽区，且随着温度的增加，最大值偏离分界线。在射流 喷射过程中，温度压力降低值不可忽略，文中条件下最大可达 73.5 K ，应当合理设置反应腔内温度压力值，降低高温射流通过喷 嘴过程的温度损失。 关键词：超临界水射流；节流过程；焦耳汤姆逊系数；温度降 中图分类号：TE248　　　文献标识码：A The calculation of Joule Thomson coefficient of supercritical water jet flow and the analysis on cooling effect in the process of throttling HU Xiaodong1,2, SONG Xianzhi1,2, LI Gensheng1,2, SHEN Zhonghou1,2, PENG Zhi1,2, ZHU Bin1,2 , , ; 1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting Beijing 102249 China , ( ), , 2. College of Petroleum Engineering China University of Petroleum Beijing Beijing 102249 China Cita