气-液旋流分离器流场数值模拟研究

为研究旋流分离器内部气体和液滴的运动情况和分离机理,用流体动力学软件Fluent对旋流分离器内部流场和液滴的运动状况进行了数值模拟研究,在模拟过程中,采用k-epsilon(2 eqn)方程来模拟气相旋流流动,采用Lagrange方法模拟液滴运动。模拟结果表明,旋流分离器内部流场呈旋转分布,分为内、外两个流场,在不同流动区域,气体压力场、速度场分布成规则变化;液滴的运动较为复杂,带有随机性;总体运动轨迹的形状与气相流场的分布趋于一致。     

旋流板捕雾器内部流场的数值模拟

介绍了旋流板捕雾器的主要工艺用途和设备结构特点,利用流体有限元计算分析软件对其内部流场进行数值模拟,得出焦炉煤气在旋流板捕雾器中的流动状态、压力场、速度场等分布情况,并对相关结果进行了讨论。     

钻井液气液旋流分离器内部流场的CFD模拟

采用计算流体力学数值模拟方法研究了钻井液气液旋流分离器的内部流场,模拟出了分离器内部的压力分布、轴向速度和切向速度的变化规律,得到了钻井液气液旋流器内部流场的特征,为钻井液气液旋流器分离器的工艺设计提供了参考依据。     

压力旋流式喷嘴喷淋液膜区换热过程的数值模拟

利用Fluent软件对压力旋流式喷嘴的内外流场进行了数值模拟,以等效的二维网格模型模拟圆周对称的三维流动,多相流和湍流模型分别采用VOF和雷诺应力模型。在两种条件下,对喷嘴流场进行模拟:1气相为空气,不发生相间热质传递;2气相为饱和水蒸气,发生相间热质传递。相变模型采取Fluent中内嵌的Lee模型。将数值模拟结果同实验结果进行对比,并以数值模拟的数据对喷嘴内外流场展开分析。模拟结果显示,由于液相在喷嘴旋流室内的螺旋运动,导致喷嘴内部形成"空气芯",液相速度在喷嘴旋流室与收缩段的连接处变化剧烈;另外,发生相间热质传递条件下,流场的压力要整体稍低且速度场的速度最大值更大;液膜的传热系数沿液膜流动方向不断减小;因气相冷凝使得液膜厚度更大,液膜破碎长度也因蒸气冷凝而变得更长。     

压力旋流式喷嘴喷淋液膜区换热过程的数值模拟

利用Fluent软件对压力旋流式喷嘴的内外流场进行了数值模拟，以等效的二维网格模型模拟圆周对称的三维流动，多相流和湍流模型分别采用VOF和雷诺应力模型。在两种条件下，对喷嘴流场进行模拟：①气相为空气，不发生相间热质传递；②气相为饱和水蒸气，发生相间热质传递。相变模型采取Fluent中内嵌的Lee模型。将数值模拟结果同实验结果进行对比，并以数值模拟的数据对喷嘴内外流场展开分析。模拟结果显示，由于液相在喷嘴旋流室内的螺旋运动，导致喷嘴内部形成“空气芯”，液相速度在喷嘴旋流室与收缩段的连接处变化剧烈；另外，发生相间热质传递条件下，流场的压力要整体稍低且速度场的速度最大值更大；液膜的传热系数沿液膜流动方向不断减小；因气相冷凝使得液膜厚度更大，液膜破碎长度也因蒸气冷凝而变得更长。     

油水旋流分离器内部流场的CFD模拟

采用计算流体力学数值模拟方法研究油水旋流分离器的内部流场,模拟出分离器内轴向速度变化规律,得到钻井液气液旋流器内部流场的特征。分析油水旋流分离器内部油相体积浓度分布,得到了油水旋流分离器内部流场的分布规律和油水两相流的分离特性,为油水旋流分离器的工艺设计提供了参考依据。     

不同入口设计的井下旋流除砂器流场数值模拟

针对井下原油防砂问题,提出了3种不同入口方式的内外双级旋流器串联式除砂器的结构模型并介绍了它的工作原理。利用TGrid程序,采用四面体网格对除砂器整体进行了网格划分,确定出边界条件。采用FLUENT软件三维数值模拟的方法,对不同入口方式的除砂器速度场、压力场、分离介质运动迹线的分布特征和介质相分布特征的数值模拟进行了研究,分析了内部分离介质流动特征对分离性能的影响。通过模拟发现除砂器内部的螺旋翅片引导流体产生涡旋流动,可以实现固液分离的目的,与传统旋流器相比,没有形成空气柱,从而使得内部流场更加稳定,有利于介质分离。不同的入口方式对除砂器内部流场产生不同的影响,切向入口时更有利于旋流的形成。     

黄磷脱砷装置中分相器的CFD数值模拟研究

介绍了黄磷脱砷工艺及该工艺中黄磷-双氧水分相器的基本结构、工作原理、优点和应用,着重研究了分相器旋流腔内流场特性。由于通过实验的方法无法全面地揭示其流场性质,采用计算流体力学的方法,用Gambit对该分相器进行几何建模、网格划分和边界条件的定义,应用Fluent软件,选用雷诺应力模型(RSM模型)作为湍流模型对黄磷-双氧水分相器进行了数值模拟计算,得到分相器内部流场、速度场和压力场的信息,还有黄磷体积分数等物理量的变化规律,并将数值模拟分离效率与实验结果进行了比较,分析了分相器内部流场的分布规律和两相流的分离特性,为黄磷-双氧水分相器的工业化放大设计提供参考依据。     

可调式超音速分离器旋流段的研究分析

超音速分离器一种高效、节能、低成本的新型天然气脱水净化装置,该技术是基于天然气在拉瓦尔喷管内绝热膨胀降温,然后经分离翼旋流,以分离天然气中的气相水和重烃组分。分离翼是分离器的关键部位,其在旋流段的位置会对分离器内部流场产生重要影响。本文提出一种新的可调式旋流管设计,并利用数值模拟软件(FLUENT)模拟分离器内部的流动,对比3种不同位置分离器对超音速分离器内压力、温度、速度的影响,以便优化分离器设计,提高分离效率。     

大锥段注气对液-液水力旋流器分离性能的影响

针对油田含聚污水处理难度大的问题,利用CFD和多孔介质模型建立了旋流器内部流体的计算模型,数值模拟分析了大锥段注气旋流器内多相流体速度场和压力场的分布规律,结果表明:大锥段注气后,在旋流区和大锥段区的径向速度和流向溢流口的轴向速度明显提高,分离性能有所改善;产生的气浮选效应使混合液的分离难度降低,压力降减小,节约了能源。提出旋流器流场分界区的概念,研究表明在分界区注气能更好地改善分离效果,分界区的位置取决于旋流器的结构参数和操作参数。     

油气工况下提升管出口旋流快分系统性能的数值研究

为促进旋流快分(SVQS)系统的工业应用、准确评估其性能,参照国家标准设计了一系列不同密度、黏度的油气模型,并采用商用软件FLUENT 2019 R3对一套Φ600 mm×3150 mm的SVQS系统进行了流动模拟和可行性验证。用单因素变量法分别研究了油气性质对系统无量纲切向速度和压降的影响;用标量输运方程分析了油气在系统内的停留时间分布规律。结果表明,无量纲切向速度随油气密度增加或黏度降低而变大;无量纲最大切向速度随油气密度增加或黏度减小而呈对数递增,最大为0.912;密度越大、黏度越小的油气在SVQS系统内的平均停留时间越短,最短可达6.279 s;压降、阻力系数不仅与系统的结构参数相关,也与油气黏度呈对数关系。拟合得到了与油气参数相关的无量纲切向速度、压降和阻力系数函数式,具有较好的普适性,可为SVQS系统的结构优化提供参考。     

水平管内油气水三相流动摩擦阻力压降特性研究

对水平管内油气水三相流动的摩擦压降特性进行系统的理论和实验研究 ,建立了泡状流和环状流摩擦压力降的理论模型 ,揭示了摩擦压力降随折算气速、折算液速、油水混合物含水率及管径的变化规律。实验结果与理论计算结果相吻合。     

负载型骨架镍催化剂催化轻质石脑油加氢脱苯

针对当前对溶剂油中苯含量的严格要求,研究负载型骨架镍催化剂在轻质石脑油加氢脱苯反应过程中的加氢性能,并考察反应温度、反应压力、空速以及氢油体积比等对轻质石脑油加氢脱苯反应的影响。结果表明,骨架镍催化剂具有较高的低温加氢活性,适宜条件为:反应温度140℃,反应压力0.2 MPa,空速2 h~(-1),氢油体积比120,此条件下,苯转化率达到99%。     

The Ultrasonic Investigation of Phase Transition in Olive Oil up to 0.7 GPa

This paper presents measurements of sound velocity and attenuation in olive oil, with known chemical composition, as a function of pressure, within the range of pressure up to 0.7 GPa. Dependencies of sound velocity, relative ultrasonic wave attenuation, volume, and adiabatic compressibility on pressure show discontinuities. This proves the existence of the first order phase transition in olive oil (liquid to solid-like phase transition). Rapid and large changes in relative attenuation testify to the existence of a phase transition in olive oil. Moreover, the kinetics of phase transition was also investigated. Measurement of acoustic wave velocity and relative attenuation in olive oil during the phase transition and in the high-pressure phase is a novelty. The results obtained can be useful in the development of new methods in food (edible oils) control, processing, and preservation.     

测量水平管道液塞速度和长度的差压波动分析法

分析了压力波动信号互相关求液塞速度存在的不足,引入了差压波动分析法,明确了液塞到达和离开上、下游测压点的时刻与差压波动信号起峰点及落峰点位置的关系;分析了电导探针信号、差压信号和压力信号互相关所求得的相关速度的含义,指出差压互相关得到的是液塞运动速度,电导探针信号互相关得到的是液塞速度与液膜段界面波速度的平均值,压力信号互相关得到的相关速度具有随机性;明确了差压信号脉冲宽度为液塞从传感器上游测压点运动到下游测压点的时间间隔,脉冲宽度与液塞速度的乘积为液塞长度与差压传感器间距之和.最后,按照上述方法分类,把空气-水、柴油和机械油的试验数据的分析结果与文献中报道的液塞速度和长度数据进行了对比,结果吻合得很好.     

弯管内部油水两项流的数值模拟

在油井出油管道以及石化生产中,油水两项流是非常常见的现象。为了减少能耗、便于制订防腐措施,利用GAMBIT软件建模以及FLUENT软件的可实现模型对弯管中油水两项流的压力场和速度场进行模拟。结果表明,管内入口直管压力呈逐阶减小趋势;弯管内壁出形成低压区且又内向外逐渐增大;而速度分布正好与压力分布规律相反,恰好与自由涡流理论的模型相符。且通过对油水两项所占体积分数分别为30%、50%、80%三种情况的模拟得出,由于水密度大于油的原因,随着油相体积分数的下降,管内整体压强减小,整体速度增大。     

液相介质对水平气液间歇流动的压降影响

研究了水平管内不同液相介质(水、油和不同浓度的CMC溶液)对气液两相间歇流动压降的影响. 实验管道为内径50 mm的透明有机玻璃管,从入口到分离器长约30 m,实验段由2个长3 m的水平管组成. 共记录了320组不同表观流速下的压降信号：油相0.17~1.85 m/s,水相0.17~2.48 m/s,CMC溶液0.17~1.42 m/s,气相0.06~3.40 m/s. 结果表明,液相为牛顿流体(油或水)的气液流动,随着表观气相流速的增大,压降呈增加趋势;非牛顿幂率流体(不同浓度的CMC溶液)的管道流动,当流动指数低于一定值时,压降随气相流量的增加呈降低趋势,并且低于单液相流动的压降. Lockhart-Martinelli模型过高地预测了气-非牛顿幂率流体两相的压降.     

混合癸烯制备润滑油加氢工艺技术

为了降低加氢后合成油的溴值,以Mo和Ni为加氢催化剂,考察不同反应温度、空速、氢压和氢油体积比对溴值的影响。结果表明,在反应温度320 ℃、空速0.8 h-1、氢压4.0 MPa和氢油体积比550∶1最佳工艺条件下,加氢后合成油的溴值降为0.043 g-Br·（100g油）^-1。Mo和Ni加氢催化剂具有优良的烯烃饱和作用。     

含聚浓度对旋流器性能影响的数值模拟与试验

以螺旋导流式旋流器为研究对象,选用幂律流体模型和离散相模型（DPM）计算了不同含聚浓度条件下的分离性能,对旋流器流场（速度场、压力场）及油滴运移特性进行了细致的分析,并采用高速摄像技术（HSV）开展了相应的分离特性试验。研究发现：聚合物浓度为0时,油滴存在明显的乳化效应,实测效率81.7%;浓度增大后,乳化效应减弱,油滴分散在旋流器内,中心油核消失,效率急剧下降,4000mg/L时旋流器基本无分离效果;浓度增大对压降影响较小,底流压降最高增幅5.6%,最大值不超过200kPa。分析表明,效率下降与切向速度衰减、径向压力梯度减小有关;浓度增大后油滴轴向向下运动的距离增加,呈现向旋流器外壁面运动的趋势,分离时间延长。     

火烧油层实验中空气流动率和压力的影响

在火烧油层实验中,我们用到的燃烧管长度是1 m,内径是0.0381 m。这次研究的目的是来研究压力和空气流动率对温度,油藏,前缘速率,氧气利用率和产气量的影响。我们可以发现,随着压力的增高。(1)当压力小于6 384.5 kPa时,燃烧前缘平均温度和速度都增加。(2)采收率降低(3)氧气利用率减小,但是,当压力高于6 384.5 kPa,燃烧前缘平均温度和速度都减小。另一方面,当空气流动率从5.73×10-5m3/s增加到7.6×10-5m3/s时候,所有参数都增加。