Um den Einfluss der Eintrittstemperatur auf die supersonischen Verflüssigungseigenschaften von Erdgasgemischen zu untersuchen, wurde in dieser Arbeit ein mathematisches Modell für strömende supersonische Kondensation eines binären Erdgasgemisches erstellt und der spontane Kondensationsprozess von Methan-Ethan-Gemischen in einer Laval-Düse bei verschiedenen Eintrittstemperaturen untersucht. Die Ergebnisse zeigen: Bei konstantem Eingangsdruck und -zusammensetzung der Laval-Düse führt eine Absenkung der Eintrittstemperatur zu einer Vorverlagerung des Nukleationsortes, einer Erhöhung der Nukleationsrate, des Tropfenradius, der Tropfenwachstumsrate, der Tropfenzahl und des Massenanteils der flüssigen Phase, was die Kondensationsverflüssigungseffizienz steigert. Unter Verwendung der in dieser Arbeit entworfenen Laval-Düsenstruktur beträgt die maximal erreichbare Nukleationsrate in der Laval-Düse bei einem Eintrittsdruck von 6 MPa, einer Eintrittstemperatur von 265 K, einem Methangehalt von 90 % und einem Ethananteil von 10 % 0,982 2×10²¹ (m³·s)⁻¹, der maximale Tropfenradius 4,719 4×10⁻⁷ m, die maximale Tropfenzahl pro Masseneinheit 5,070 4×10¹⁴ kg⁻¹ und der maximale Massenanteil der flüssigen Phase 7,812 1 %. Bei Eintrittstemperaturen über 275 K sinkt die Verflüssigungseffizienz der Laval-Düse stark ab. In der praktischen Produktion kann durch Senkung der Eintrittstemperatur und Verringerung des Wärmeaustauschs zwischen Düse und Umgebung die Kondensation von Erdgas gefördert und die Verflüssigungseffizienz der Laval-Düse verbessert werden.

Erdgas; Verflüssigung; Laval-Düse; Eintrittstemperatur; Kondensation