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龙图腾网获悉东北大学申请的专利一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120470982B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510983472.1，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法是由李宝宽;张雁兴;荣文杰设计研发完成，并于2025-07-17向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法，属于非变容式膨胀装置热力过程建模计算技术领域。该方法通过获取膨胀机结构参数、工况条件及天然气多组分混合物的热物性数据，计算理想等熵膨胀过程下的理论出口状态，并估算膨胀过程中的总焓损失。基于能量守恒原理修正出口焓值，得到实际出口热状态。进一步基于实际焓值执行恒压恒焓多组分闪蒸计算，获得出口温度、气相率、液相率及气液两相的摩尔组分分布。本发明可准确预测非变容式天然气膨胀装置在典型工况下的出口状态参数，为液化天然气生产、压力能回收发电及深冷分离轻烃等流程的设计优化提供理论支撑，提升系统效率与能量回收水平。

本发明授权一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法在权利要求书中公布了：1.一种结构与热力学参数耦合的天然气透平膨胀机出口状态预测方法，其特征在于，包括： 步骤1：收集天然气透平膨胀机的叶轮结构参数，包括：叶轮入口直径D1、叶轮出口直径D2、流道长度L和设计转速ω； 步骤2：收集天然气透平膨胀机工况参数，包括：入口压力P1、入口温度T1、出口压力P2、质量流量m和天然气各组分摩尔分数zi； 步骤3：通过热物性数据库获取天然气多组分混合物的热物性参数，包括：入口焓值H1、入口熵值S1和入口密度ρ1； 步骤4：计算理想等熵膨胀过程的理论出口状态参数；在已知出口压力P2和天然气各组分摩尔分数zi的条件下，根据热物性数据库计算理想出口温度T2,ideal；在已知出口压力P2、天然气各组分摩尔分数zi以及理想出口温度T2,ideal的条件下，根据热物性数据库计算理想出口焓值H2,ideal； 步骤5：根据叶轮结构参数、天然气透平膨胀机工况参数和热物性参数计算膨胀过程中的总损失焓增量； 步骤6：根据能量守恒定律，考虑能量损失对出口焓值的影响，计算实际出口焓值； 步骤7：判断气液相平衡状态，利用实际出口焓值进行恒压恒焓多组分闪蒸计算，输出天然气透平膨胀机出口温度、气相率、液相率和气液两相组分； 所述步骤6具体为： H2,act＝H2,ideal+ΔHloss,tot 其中，H2,act为实际出口焓值，H2,ideal为理想出口焓值，ΔHloss,tot为总损失焓增量； 所述步骤7具体为： 步骤7.1：在已知天然气透平膨胀机出口压力P2和天然气各组分摩尔分数zi的条件下，通过热物性数据库查询露点温度Tdew和露点焓Hdew； 步骤7.2：判断H2,act和Hdew的相对大小； 步骤7.3：若H2,actHdew，则多组分混合物为气态，根据热物性数据库计算H2,act对应的温度T2,act，直接输出最终温度T2,act及天然气各组分的摩尔分数zi； 步骤7.4：若H2,act≤Hdew，则多组分混合物为气液两相状态，进行迭代计算，当气相率和出口温度收敛后，输出天然气透平膨胀机出口温度、气相率、液相率和气液两相组分。

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