Для выявления влияния температуры на входе на характеристику сверхзвукового сжижения смесей природного газа в данной работе разработана математическая модель сверхзвучного конденсационного потока для двухкомпонентной смеси природного газа. Исследован процесс самопроизвольной конденсации метан-этановой смеси в сопле Лаваля при различных температурах на входе. Результаты показывают: при сохранении давления и состава на входе в сопло Лаваля, снижение температуры на входе смещает зону нуклеации вперед, увеличивает скорость нуклеации, радиус капель, скорость роста капель, количество капель и массовую долю жидкой фазы, что повышает эффективность конденсационного сжижения. Используя конструкцию сопла Лаваля, разработанную в данной работе, при входном давлении 6 МПа, температуре 265 К, содержании метана 90% и этана 10% максимальная скорость нуклеации в сопле составляет 0.982 2×10²¹ (м³·с)⁻¹, максимальный радиус капель – 4.719 4×10⁻⁷ м, максимальное количество капель на единицу массы – 5.070 4×10¹⁴ кг⁻¹, максимальная массовая доля жидкой фазы – 7.812 1%. При температуре на входе выше 275 К эффективность сжижения в сопле Лаваля резко снижается. В практическом производстве можно способствовать конденсации природного газа и повысить эффективность сжижения в сопле Лаваля путем снижения температуры на входе и уменьшения теплообмена сопла с окружающей средой.

природный газ; сжижение; сопло Лаваля; температура на входе; конденсация