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长期以来，工业上都广泛采用多层金属丝网结构阻火器（系统），但其理论计算问题一直没有得到解决，全靠制造商的测试结果来决定。文中的实验旨在研究金属丝网结构对开敞空间预混乙炔—空气爆燃波的抑制效果，并描述了金属丝网层数、气云半径等参数对丝网结构内外两侧压差的影响。结果显示，在给定的气云半径以及丝网结构半径条件下，丝网结构内外两侧压差随着丝网层数的增加，先减小后增大，存在着一个最小值；特定的丝网结构，将对某一特定半径气云的爆燃波起到最佳的抑制效果。另外，通过与同样气云条件的开敞空间爆炸压力场进行比较发现，单纯地增加丝网层数并不是最好的抑制爆燃波的有效方式。     

平板形障碍物对气云爆烯威力加强作用

利用一维球形流体力学方程导出了开敞空间可燃气云弱点火条件下爆燃过程的压力分布场,编制了求解压力场的计算程序,解释了平板形物体气云爆燃威力的加强作用.进行了乙炔-空气气云的爆燃实验,对计算结果进行了考核.计算结果与实验结果的偏差小于20%.     

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液化石油气是一种成分复杂的混合物，这就大大增加了对其爆炸进行数值计算的难度。采用CFD(Computational Fluid Dynamics，计算流体力学)方法，对石油气的混合成分进行了简化处理，进而对石油气爆炸进行了数值模拟，建立了描述液化石油气爆燃的理论模型，采用SIMPLE算法对模型进行了求解。计算的超压与实验值相比较，球形容器内最大偏差为9.09%，平均偏差为4.58%；开敞空间情况下，最大偏差9.02%，平均偏差3.92%。还对工业上可能产生的液化石油气可燃气云爆燃威力进行了预测，当气云半径为100 m时，最大超压可达48.432 kPa。研究表明，大尺寸气云可以产生具有破坏力的超压。     

内部平板对半球形气云爆炸超压的影响

以乙炔 空气为介质,进行了平板障碍物对开敞空间气云爆炸威力影响的试验研究,比较测得的超压与时间曲线发现,有障碍物的气体爆燃超压呈多峰值形式,超压值随着障碍物几何尺寸的增加而增大,障碍物开孔率和位置的变化也对爆炸超压产生影响。障碍物的存在是开敞空间可燃气云爆炸产生巨大破坏力的主要原因之一。     

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开敞空间可燃气云爆炸，尤其是在障碍物诱导下具有极大破坏力的爆炸，会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此，研究约束条件对气云爆炸场的影响，对进一步提出可行的防爆、抑爆方案提供理论依据具有重要意义。为此，建立了开敞空间可燃气云爆炸的实验系统，对半球形乙炔—空气预混气云内半球条栅形障碍物对爆炸威力的影响进行了实验研究。障碍物半径为0.1～0.3 m，条栅宽度为15～60 mm，空隙率为20%～75%，气云半径为0.25～1.25 m。通过对实验数据进行曲线拟合回归，并经方差检验，得到了对实际应用具有指导作用的拟合关系式。     

AMAL波形阻火器在蒸汽锅炉上的应用

1前言阻火器作为其重要的阻爆和阻燃的保护装置，已被广泛应用于各种领域的可燃气体处理过程中。对于具有持续着火源的燃油和燃气锅炉来说，阻火器就显得更为重要，它不仅保护着锅炉和装置的安全，而且直接影响着锅炉的效率。多年来，国内燃油燃气锅炉普遍应用的阻火器是由金属骨架和丝网共同组成的金属丝网阻火器，其阻燃和阻爆效果取决于金属丝网的层数，可靠性不高。相反，层数的增加不仅使液体的流动阻力增大，而且极易堵塞和损坏，严重影响锅炉的正常运行。AMAL公司开发和设计制造的波形阻火器具有结构独特、性能可靠和气流阻力小的…     

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可燃气体在运输、储存、加工和使用过程中，因可燃气体泄漏而形成的气云爆炸事故，常常会造成巨大的人员伤亡和财产损失。研究气云爆炸的特性和威力，可防范事故，减小损失。中采用有限差分方法编制了求解可燃气云爆炸过程的定解方程的数值模拟程序。方程组中的源项由能量均匀加入法处理，爆炸场中的间断问题通过人工黏性模型处理。经开敞空间乙炔——空气气云爆炸实验结果检验，数值计算结果的偏差在13％以内。计算结果表明，气云半径越大，爆炸最大压力和压力增加速率越大；气云爆热越大，爆炸最大压力和压力增加速率越大。     

障碍物对开敞空间蒸气云爆炸强度的加强作用

阐述了障碍物对开敞空间蒸气云爆炸威力的加强机理,概括了气云内部放置障碍物的开敞空间蒸气云爆炸(UVCEs)的实验、经验方法和理论研究情况,并分析了障碍物和火焰的相互作用机理,火焰加速机理是研究障碍物对开敞空间蒸气云爆炸威力加强作用的关键问题。     

多层丝网结构抑制管内气体爆炸的试验

建立了管内可燃气体燃烧爆炸和爆炸抑制的试验研究系统，该系统测试响应时间小于0.001秒，测量精度为0.5%。化学计量浓度的乙炔/空气充满整个管道，管道一端封闭一端开敞，在封闭端中心点火，研究了不同丝网层数和丝网目数对火焰传播速度和火焰淬熄的影响。研究结果表明，被丝网淬熄的临界火焰速度与丝网层数呈线性关系；将丝网层数、目数和丝网直径的乘积定义为丝网几何参数，根据试验结果得出了丝网几何参数与能够被丝网淬熄的临界火焰速度之间的关系。     

开敞空间工业气云爆炸研究进展

评述了开敞空间气云爆炸的研究进展情况，阐明了约束条件和障碍物对气云爆炸威力的作用。分析了通过理论研究提出的TNT当量法、多能模型法、自相似法和数值模拟法，评价了它们在实际应用中的优越性和局限性。     

复合金属丝网表面强化沸腾传热的研究进展

综述了复合金属丝网多孔表面的强化沸腾传热现状。介绍了复合金属丝网多孔表面的结构特性、强化沸腾传热特性;分析了丝网层内的传热传质过程。研究表明,烧结金属丝网多孔表面是一种很有工业应用前景的强化沸腾传热表面。     

用离散颗粒流数值模拟方法预测气井金属网布筛管冲蚀寿命

深水气井生产过程中高速流体携带储层砂粒冲蚀筛管易造成筛管防砂失效。目前室内挂片冲蚀实验仅考虑网布因素,预测的筛管冲蚀寿命误差较大。以气井出砂中常用的金属网布筛管为研究对象,建立全结构三维金属网布筛管数值模拟模型,利用离散颗粒流DPM方法模拟砂粒在筛管中流动冲蚀过程,分析不同流速和浓度下砂粒对金属网布速度分布和冲蚀速率影响,预测金属网布筛管冲蚀寿命。研究发现:(1)筛管冲蚀速率与流体速度呈指数关系,与含砂浓度呈线性关系;流速和含砂浓度越大,冲蚀速率越大;(2)筛网各层结构流速和冲蚀速率不同,入口流速0.5~2.0 m/s之间,第1层筛网流速和冲蚀速率是入口流速和冲蚀速率的2.32~4.20倍和10.91~15.96倍,第2层筛网流速和冲蚀速率是入口速度和冲蚀速率的1.60~2.10倍和3.00~5.58倍;(3)筛管冲蚀破坏首先发生在第1层筛网,筛管结构造成第1层筛网流速扩大是筛网冲蚀破坏的主要原因。利用离散流数值模拟方法预测不同流速下筛网冲蚀寿命,与现场监测寿命值对比,最小误差2.0 %。该方法为气井金属网布筛管出砂冲蚀寿命预测提供新的技术手段。     

温度对金属网布筛管过滤精度影响研究

随着海上油田的开发,常规油藏逐渐进入中后期开发,而渤海油田的稠油储量占比很大,对于后续勘探开发提出了更高的要求。在常规防砂设计时,对于防砂精度的设计未考虑温度的影响,但在稠油热采的过程中,由于温度较高则应考虑其对筛管过滤精度的影响,防止造成堵塞、冲蚀及防砂失效的情况发生。本文在已有的金属网布的过滤精度计算公式的基础上,推导出了金属网布筛管受热膨胀后的过滤精度理论计算模型,并在不同温度下对过滤精度进行了实际测量计算,此外通过多元热流体实验得到实际应用的情况。通过推导的过滤精度理论计算模型能够计算出25~300℃温度范围内的金属网布筛管的过滤精度值;通过对金属网布筛管过滤网样片在不同温度下进行测量,实际过滤精度值与理论计算值较吻合;多元热流体实验后的筛管过滤精度,与理论计算值与实验检测值均有较大的降低;通过温度对金属网布筛管过滤精度的影响研究,对于渤海油田稠油开采具有重要的指导意义。     

金属网布型筛管抗内外压能力研究与探讨

筛管的抗内外压强度是评判筛管使用性能的一项重要参数，在筛管的使用过程中，会产生来自内部或外部的压力，如果筛管防砂层承受不住压力而破裂，地层砂将通过破裂处进入油管，即防砂失败。目前油气田砾石充填防砂多使用金属网布型筛管和绕丝筛管。针对深水油气田砾石充填及大位移长水平井段砾石充填容易产生砂桥及堵塞的问题设计了多流道旁通筛管。在深水水平井多流道旁通筛管的研制过程中，由于采用金属网布作为过滤层，因此对金属网布型筛管的抗内外压强度进行了多次试验研究，对不同防砂层结构和加工工艺的筛管进行了多次试验，最终得到了一套符合内外压强度要求的金属网布型筛管结构和加工工艺。     

烧结金属丝网用于石蜡过滤净化

针对石蜡加氢精制生产中石蜡原料与产品的净化处理，分析研究了现有装置中使用陶瓷过滤管易破损等问题，提出了采用金属烧结丝网过滤器替代陶瓷过滤器的设想，并在工业装置中对丝网过滤器的性能特点、净化效果和工艺特性进行了试验考核，应用结果表明，其单台过滤器的杂质脱除率为５５％～５６％，过滤后的石蜡产品能满足质量标准要求。     

乙烯装置中甲烷气的过滤净化

小型乙烯生产装置的往复式甲烷制冷压缩机出口气体中存在黑色粉尘，易进入冷箱造成堵塞，影响甲烷制冷并危及装置生产。在小试基础上，通过粉尘特性的分析和对滤饼层的形成、复合丝网多孔材料的过滤机理，以及油性黑色粉尘的反吹再生工艺等的研究，开发出刚性复合烧结金属丝网微孔材料及其过滤技术，并在抚顺乙烯化工有限公司工业装置上增设了一套以刚性复合烧结的金属丝网多孔材料为过滤介质，可在线反吹再生的过滤系统缓解了冷箱堵塞问题。     

CICC导体缩径过程的有限元仿真

利用显式动力学有限元分析软件ANSYS/LS－DYNA仿真了CICC（Cable in Conduit Conductor）导体的缩径过程,研究了不同轧制速度和摩擦系数条件下轧制力的变化规律。模拟了导体缩径过程中卷入和稳定轧制时导体内应力、应变的变化过程,分析了缩径过程中钢管的弹复行为。另外对轧制仿真过程中网格密度对计算精度的影响也进行了计算和比较。其结果为CICC导体的研制提供了依据。     

渤海油田稠油水平井防砂筛管耐温能力的确定

渤海油田热采水平井防砂筛管选型时参考的耐温能力未考虑井况的影响,导致部分热采水平井选用的防砂筛管不能满足注热要求而发生破坏。为此,在分析稠油热采水平井防砂筛管注热时受力的基础上,综合考虑弯曲应力与热应力对防砂筛管破坏的影响,给出了稠油热采水平井防砂筛管耐温能力的数值模拟计算方法。利用该方法计算了渤海油田6口热采水平井防砂筛管的耐温能力,分析了单位狗腿严重度下星孔、金属网布和桥式复合3种防砂筛管的耐温能力降低幅度。研究发现:考虑弯曲应力计算出的耐温能力与现场实际较吻合;单位狗腿严重度下星孔、金属网布和桥式复合3种防砂筛管耐温能力降低6~16℃;单位狗腿严重度下防砂筛管耐温能力的降低幅度随防砂筛管径向尺寸增大而增大;防砂筛管基管钢级越高,耐温能力降低幅度越小,且钢级对耐温能力降低幅度的影响程度大于径向尺寸;TP110H和BG110H钢级的金属网布或桥式复合防砂筛管具有较高的耐温能力,能满足渤海油田热采水平井的注热要求。研究结果表明,稠油热采水平井选择防砂筛管时,应考虑弯曲应力对防砂筛管耐温能力的影响,否则会导致防砂失效,影响稠油热采开发效果。      

金属塞充填射孔防砂联作技术研究与应用

针对复合射孔防砂技术受地层参数影响、在疏松和致密地层应用效果不理想的问题,研究了金属塞充填射孔防砂联作技术。基于用整体金属塞取代松散颗粒状防砂材料的思路,改变防砂材料的形状与基本参数,实现防粒径0.1 mm以上砂粒的要求。将20目的金属防砂网压制成单体的六瓣中空锥形体金属塞,金属塞射入预定的储层后,充填在套管射孔口和储层的一定深度部位,形成立体的不锈钢网隔砂层,把地层砂遮挡在油层孔道内;研制了金属塞充填防砂射孔装置;研究了射孔、防砂联作一次完成的工艺技术,以取代先射孔再防砂的复杂工艺。锦7块应用金属塞充填射孔防砂联作技术后,油井产出液含砂量小于0.03%,生产正常,1年内没有进行检泵作业。研究结果表明,该技术适用于疏松易出砂地层,防砂效果好,可为油层防砂提供新的技术支持。