Para revelar o efeito da temperatura de entrada nas características de liquefação supersônica de misturas de gás natural, este artigo estabeleceu um modelo matemático de fluxo de condensação supersônico para uma mistura binária de gás natural e estudou o processo de condensação espontânea da mistura de metano-etano dentro do bocal Laval em diferentes temperaturas de entrada. Os resultados mostraram que: mantendo constante a pressão e a composição na entrada do bocal Laval, a redução da temperatura de entrada desloca a posição da nucleação para frente, aumentando a taxa de nucleação, o raio das gotículas, a taxa de crescimento das gotículas, o número de gotículas e a fração mássica da fase líquida, o que melhora a eficiência da liquefação por condensação. Usando a estrutura do bocal Laval projetada neste artigo, nas condições de pressão de entrada de 6 MPa, temperatura de entrada de 265 K, teor de metano de 90% e teor de etano de 10%, a taxa máxima de nucleação obtida no bocal Laval foi de 0,982 2×10²¹ (m³·s)⁻¹, o raio máximo das gotículas foi de 4,719 4×10⁻⁷ m, o número máximo de gotículas por unidade de massa foi de 5,070 4×10¹⁴ kg⁻¹ e a fração mássica máxima da fase líquida foi de 7,812 1%. Quando a temperatura de entrada é superior a 275 K, a eficiência de liquefação no bocal Laval diminui drasticamente. Na produção prática, a condensação do gás natural pode ser promovida e a eficiência da liquefação no bocal Laval pode ser melhorada por meio da redução da temperatura de entrada e da diminuição da troca de calor entre o bocal e o ambiente externo.

gás natural; liquefação; bocal Laval; temperatura de entrada; condensação