铝多孔表面换热管强化沸腾换热的研究及应用

对铝多孔表面管的传热性能进行了研究，结果表明，铝多孔表面对强化液体沸腾换热有显著效果，沸腾传热系数比光滑管提高5—6倍；应用实验和工业数据获得的管外铝多孔表面沸腾传热系数关联式，计算误差小于12％，并对使用铝多孔表面管的经济效益进行了比较。     

蒸汽管回转干燥机传热系数研究

通过对蒸汽管回转干燥机传热机理的理论分析,以工业数据为基础,对影响传热的各种因素进行了系统分析,建立了可用于大型化工业干燥机设计的传热系数的数学关联模型,并由工业应用实例的数据验证了其可靠性.     

石油馏份的临界压力与偏心因数的预测

本文提出了石油馏份临界压力的经验关联式和偏心因数的近似计算式,并讨论了预测石油馏份临界压力和偏心因数的方法。     

催化裂化装置管线散热损失估算及分析

以大庆石化分公司1．4Mt／a重油催化裂化装置标定数据为基础，计算出各类较高温位管线的热损失，包括原料油，分馏塔各中段回流、主风、吸收稳定部分汽油、低压及中压蒸汽、采暖水、锅炉给水及部分油气管线等。管线总散热损失占装置能耗约为31．137～37．504MJ／t。主要散热量集中在二中、油浆、主风及蒸汽管线上。管线散热总传热系数K主要受σi／λi控制，其次是ho^-1，而hi^-1，γi，σw／λw的影响可忽略不计。     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

进料蒸汽加热器的设计优化

利用HTRI软件对某进料蒸汽加热器进行了设计优化。采用单变量分析的方法,从工艺和结构两个方面,考察了折流板间距和切割率对加热器的影响,以及饱和蒸汽和过热蒸汽在热阻分布和传热系数等方面的差异,最终发现切割率为40%、折流板间距350 mm时进料蒸汽加热器性能最优。计算结果表明:随着折流板间距的提高,壳侧传热系数和总传热系数逐渐减小;随着折流板切割率的增大,壳侧传热系数及总传热系数均先增大后减小;与过热蒸汽相比,饱和蒸汽可以增大总传热系数,提高加热器设计裕量,并使生产操作更易于控制。     

典型石油化工反应器传热性能对比评述

传热是石化反应器设计的关键问题之一。传热过程受多因素控制,且与反应器类型密切相关,而以往研究集中于某一类反应器的传热机理和关联式,缺乏不同类型反应器传热性能的综合比较;同时,各类型反应器有效传热系数的数值范围存在争议。本文旨在定量对比典型反应器的传热性能,利用已发表的大量传热系数关联式,系统地计算、分析了固定床、流化床和环管反应器这三种典型石化反应器,通过关联传热系数与流速,总结了不同类型反应器传热系数的变化范围。结果表明：气-固固定床传热系数可达200 W/m2?K,远超出文献建议范围17-89 W/m2?K;两相及三相流化床的传热性能均优于固定床;同时包含液相的体系传热性能更优,因此三相流化床传热性能最佳,其传热系数>1000 W/m2?K。以上结论可为工业反应器设计和选择提供基础和依据。     

管道总传热系数和当量管径分析

根据管道全年的运行参数计算出大庆油田三条原油管道的总传热系数和当量管径 ,分析了各种因素对总传热系数以及管道结蜡对管道运行的影响 ,指出管道运行工况的稳定程度、站间温降的大小、进出站温度和压力以及地温的测量精度是影响总传热系数和当量管径计算结果的主要因素。对于低输量运行的管线 ,管道结蜡有利于管道的经济和安全运行。     

原油外输玻璃钢管线总传热系数核算方法

总传热系数和原油物性是影响原油输送管道水力、热力计算的重要参数。管道的运行特性决定了其水力与热力特性是相互影响的。采用Pipephase进行计算,DN100 mm的玻璃钢管道正常运行的最小输量约为208 m3/d;按管道特性最低允许输量约为450 m3/d,原设计输量在不稳定工作区。利用《油气集输设计手册》传热系数的计算公式进行计算,该玻璃钢管线的综合传热系数为5.5 W/(m2.℃)。设计时,国内一般采用经验方法确定传热系数。对正常运行的管道,采用反算法,从大量计算值中总结出传热系数值的变化范围,作为设计时的参考。     

蒸汽加热换热器的优化控制

针对蒸汽加热的立式管壳式换热器,就调节阀位置在进口蒸汽还是出口凝液管线上展开讨论。蒸汽调节阀安装在蒸汽入口管道上,凝结水将夹带大量蒸汽排出,不能充分利用蒸汽潜热,且调节阀口径较大,成本高;调节阀安装在出口凝液管线上,在换热器上增加液位控制,可充分地利用蒸汽潜热,节省能源,且出口凝液管道比蒸汽进口管道小,可以节省调节阀购买费用,通过控制冷凝液的排放量和排放速度,达到最大化的换热效果;同时就改进后的控制方案从理论上分析了其可行性。     

几种换热管在电场强化对流实验中传热性能比较

对水平光管、横纹管、螺旋槽管、花瓣管在电场强化（EHD）单管试验中进行对流传热实验,蒸汽走管程,空气走壳程。实验结果表明：在相同的雷诺数下,施加电场后,传热膜系数和阻力系数都有一定的提高,其中花瓣管的强化效率指标最大,达到1．98,在电压为30kV时,花瓣管外电场强化作用最明显,强化系数达2．76。     

海底管道总传热系数的研究与确定

以聚氨脂泡沫塑料为保温材料的双重钢管保温管道为例,结合实验方法,论述套管空气夹层的当量导热系数、保温材料的整管导热系数及材料老化问题,并给出了海底管道的总传热系数计算公式。     

模拟深水井筒中流速对传热影响的实验研究

为研究深水低温环境下油气开发过程中井筒内的传热规律,提高深水低温环境井筒内温度的计算精度,以深水油气流动模拟实验系统中的低温冷却传热实验装置为平台,进行了模拟深水低温环境下的冷却传热实验和气液两相流传热实验。根据对流传热准则方程,数据回归得到深水低温情况下的模拟井筒内对流传热关系式。实验结果表明,在模拟深水低温环境下,流体管内对流传热系数主要受流速的影响,且层流时流速对传热的影响更明显;气液两相流时,不同流型管内对流传热系数不同的根本原因是各流型流动结构不同,液体流速是影响传热的主要因素。     

热采水平井注多元热流体水平段传质传热模型

以裸眼完井水平井注过热型多元热流体为研究对象,通过引入过热型多元热流体各组分热物性参数实验数据,利用质量、动量和能量守恒方程,建立了裸眼完井水平井注过热型多元热流体传质传热模型。在模型验证的基础上,研究了非凝结气质量分数、注汽速度和注汽温度对热物性参数分布的影响。研究表明:随着非凝结气质量分数增加,井筒内同一位置流体温度和过热度均减小;随着注汽速度增加,井筒内同一位置过热度不断升高;跟端注汽温度升高,沿程吸汽量减少,过热度增加。模型对于矿场分析裸眼水平井传质传热规律、优选注汽参数具有重要指导意义。     

基于生产井监测温度的SAGD蒸汽腔定量描述解析模型

针对风城超稠油油藏SAGD开发过程中水平段动用程度低、蒸汽腔扩展不均匀的问题,利用传热学理论及公式推导,得出水平生产井温度系数T*的半对数曲线斜率,即温降系数m与蒸汽腔体积存在的指数关系。通过风城A井区a1井组的数值模型拟合,计算了各测温点温降系数m,并回归出温降系数m与对应蒸汽腔体积的指数关系式,最后用邻井实测数据验证了关系式的适用性。研究结果表明,邻井实测数据计算结果与数模结果基本一致,证明该关系式具有较强的实用性,实践中可直接利用此关系式描述蒸汽腔形态,为SAGD蒸汽腔的快速、定量描述提供指导。     

海洋工程平台齿轮箱齿轮本体温度场仿真

为齿轮强度提高、轮齿修形及优化设计提供理论支持，研究不同转速和扭矩工况下齿轮本体温度场的变化。以海洋工程升降平台齿轮箱单元高速传动轴齿轮副为研究对象，基于热学理论计算齿轮啮合面的热流密度和不同表面的对流换热系数，利用大型有限元软件Ansys将计算出来的热流密度和对流换热系数作为边界条件加载到Ansys中，对齿轮进行稳态热分析，并分析不同转速和不同扭矩齿轮在正常工况下的稳态温度场。仿真结果表明：在正常稳态工况下，主动轮与从动轮的稳态温度场分布情况相似，最高温度分布在齿轮啮合面中间区域，往周围温度逐渐降低，但主动轮的最高温度高于从动轮；主动轮和从动轮的最高温度随着转速或扭矩的逐渐增大而升高，且对应的最低温度也升高；但主动轮和从动轮单齿本体温度场分布趋势不会随着齿轮转速或扭矩的改变而改变；从温度变化来看，在不同的扭矩和转速下，齿面温度变化的斜率均较为平稳，没有出现突变情况，温度集中于齿面，并且向齿轮轴心扩散，但在距离齿根圆2.5倍模数的区域，齿轮温度梯度变化的影响较小。     

烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展机理

通过研究烟道气对蒸汽冷凝传热的影响,借助可视化物理模型实验,观察了烟道气辅助SAGD蒸汽腔扩展特征。蒸汽冷凝实验结果表明,常规注蒸汽过程中,蒸汽会在冷却壁面迅速冷凝并聚成大液滴,248 ms后大液滴在重力作用下快速脱落。蒸汽内加入烟道气后,1 217 ms后才观察到少量液滴脱落现象,气体增加了蒸汽分子扩散的阻力,大量的液滴在冷凝壁面形成隔热膜,降低了蒸汽与冷却壁面的冷凝传热系数。可视化物理模型实验结果表明,低物性储层阻碍了SAGD蒸汽腔向上发育。随着烟道气和蒸汽的共同注入,烟道气可以促进SAGD蒸汽腔突破低物性储层,蒸汽腔波及系数提高6.6%,采出程度提高9.6%。这是由于烟道气辅助SAGD开发中,烟道气通过降低蒸汽与油藏岩石之间的冷凝传热系数,蒸汽腔遇到低物性储层后没有迅速冷凝变为热水,而是保持蒸汽腔状态突破低物性储层,从而增加了蒸汽腔的扩展范围,提高了储层的动用程度和采油速度。     

波纹管换热器的研究及工业应用

采用油、水、水蒸气对波纹管换热器的传热和流动阻力性能进行了试验研究。结果表明，波纹管换热器的总传热系数比光管高1．5倍以上。根据试验数据关联出了波纹管换热器膜传热系数和压力降的计算公式，并在长岭炼油化工总厂、上海石油化工股份有限公司进行的工业试验中验证了关联式的可靠性，同时也证实了波纹管换热器的高效性。目前扬子石化股份有限公司、大连西太平洋石油化工有限公司等大量采用了波纹管换热器，取得了明显的经济效益。     

非凝析气体强化蒸汽深部换热机理研究

为研究蒸汽驱过程中非凝析气体强化蒸汽深部换热机理,利用一维物理填砂模型开展非凝析气体辅助蒸汽驱模拟实验,并通过冷凝传热实验分析了非凝析气体对水蒸气冷凝换热的影响。实验结果表明,纯蒸汽注入时,蒸汽与多孔介质的换热速率快,蒸汽热波及范围较小,随着非凝析气体的加入,蒸汽热波及范围增大,深部油藏得到加热,有效改善蒸汽的热利用率。与纯蒸汽冷凝时相比加入非凝析气体之后,凝结液滴的生长和脱落速度慢,能形成较大液珠,液珠的存在阻碍了蒸汽换热,非凝析气体抑制了蒸汽冷凝。深入认识非凝析气影响蒸汽传热机理,对非凝析气强化蒸汽热传递以及提高蒸汽热利用率具有指导意义。     

蒸汽发生器换热管壁温的计算

利用两种方法计算了蒸汽发生器换热管的管壁温度,得到了蒸汽发生器换热管壁温沿轴向和径向的分布规律。管壁温度接近导热系数较大-侧介质的温度,且内外壁温差较小。沿换热管轴向的管壁温度分布基本一致,沿壁厚方向的壁温由高温侧到低温侧介质呈直线分布。