文章标题：大流量条件下氢气与天然气的掺混设备优化

文章作者：张刚1　吴尚儒1　唐闻2　王午琦3
关 键 字：大流量掺氢;直接掺混管路优化;多参数耦合分析;熵值法权重决策;无辅助掺混设备
文章摘要：

为解决大流量(≥600 m³/h)工况下氢气与天然气直接掺混时混合不均与压损过高的问题,探索通过结构优化实现无辅助设备条件下的高效低阻混合。基于传统T型管结构,选取了包括氢气入口数量、入口角度、入口位置及水平管直径等关键结构参数,采用正交试验法设计了数值模拟方案,并结合熵权法进行多指标综合分析。研究结果表明:水平管直径是影响混合性能的主导因素;通过多参数协同优化,获得了最优结构组合。相较于传统T型管,最优结构组合的综合性能提升超60%,能在8.66倍管径的短距离内实现95%的工业混合均匀度,同时将压降控制在较低水平(15.22 Pa)。最优结构组合在高达10 000 m³/h的流量下仍表现出良好的适应性,为大流量掺氢天然气管道系统的工程设计提供了理论依据和实践方案。