Effect of Gas Composition on Aerodynamic Performance and Internal Flow of Ethane Oxidation Dehydrogenation Centrifugal Compressor

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 24

فایل این مقاله در 22 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-19-12_019

تاریخ نمایه سازی: 29 مهر 1405

چکیده مقاله:

Effect of gas composition on aerodynamic performance and internal flow in ethane oxidation dehydrogenation (ODH) centrifugal compressors is investigated. Although inert gases are widely used to reduce explosion risk in ODH processes, the effects of multi-component inert gases on compression thermodynamics and internal flow structures are not fully understood. The novelty of this work lies in a systematic quantification of how different inert-gas compositions change the evolution of internal flow, thereby influencing the loss mechanisms and isentropic efficiency in a high-pressure ODH environment. Three gas mixtures are evaluated: Mixture ۱ (C۲H۶ ۵۵%, O۲ ۱۵%, CO۲ ۱۵%, ۱۰%, H۲ ۵%), Mixture ۲ (C۲H۶ ۵۵%, O۲ ۱۸%, CO۲ ۱۰%, ۷%, He ۵%, N۲ ۵%), and Mixture ۳ (C۲H۶ ۵۳%, O۲ ۱۸%, CO۲ ۸%, N۲ ۱۵%, ۶%). Numerical simulations are conducted using a steady-state mean streamline model coupled with the SST turbulence model. The isentropic efficiency varies non-monotonically with mass flow rate, staying nearly constant from ۶.۵ to ۷.۱ kg/s and then decreasing markedly. Detailed flow analysis shows that low-density gases such as H۲ and He promote leakage flow and flow separation, increasing energy dissipation; in contrast, N۲ reduces separation-related losses. Compared with Mixture ۱, the isentropic efficiency increases by ۲۱.۶۵% for Mixture ۲ and further improves by ۳۰.۲۵% for Mixture ۳ (a cumulative increase of ۸.۶% over Mixture ۲). Overall, the results provide quantitative trends and mechanistic understanding of multi-component inert-gas effects on compressor performance, which can help researchers evaluate and design safer ODH compression systems and motivate further studies under other inert-gas combinations and operating conditions.

کلیدواژه ها:

Ethane oxidative dehydrogenation (ODH) ، Centrifugal compressor ، Numerical simulation ، Gas component

نویسندگان

- -

Zhejiang Key Laboratory of Multiflow and Fluid Machinery, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang ۳۱۰۰۱۸, China

- -

Zhejiang Key Laboratory of Multiflow and Fluid Machinery, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang ۳۱۰۰۱۸, China

- -

Zhejiang Key Laboratory of Multiflow and Fluid Machinery, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang ۳۱۰۰۱۸, China

- -

Zhejiang Key Laboratory of Multiflow and Fluid Machinery, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang ۳۱۰۰۱۸, China

- -

Zhejiang Key Laboratory of Multiflow and Fluid Machinery, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou, Zhejiang ۳۱۰۰۱۸, China

- -

General Machinery and Key Basic Component Innovation Center (Anhui) Co., Ltd, State Key Laboratory of High-end Compressor and System Technology, Hefei, General Machinery Research Institute Co., Ltd., Hefei, Anhui ۲۳۰۰۳۱, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :