特大井喷H2S扩散的数值模拟分析

含H2S气体的高压井喷是一个非常复杂的扩散问题,涉及多组分气体的混合、运移、扩散、气象条件以及复杂的地形空间影响。为此,采用可行的计算流体动力学（CFD）对这一复杂的大空间流场问题进行了数值模拟研究,根据重庆开县特大井喷事故现场三维地貌等高线数据建立了井喷H2S扩散的CFD流场计算的有限元模型,结合当时气象条件,用Fluent软件的UDF功能编写了边界间歇风速的函数,数学模型中采用了适合于预测大气流动的大涡模拟运动方程,将CFD有限元模型和建立的数学模型用Fluent软件的解算器,对H2S气体的扩散和运移规律进行了详细的数值模拟研究,获得了H2S气体在该井场周围山谷地形的积聚、运移规律以及风向对气云扩散的影响,获得了H2S和CH4两种气体扩散的时空分布云图。模拟结果和事故现场调查结果一致。     

酸性气田井喷点火有效空间范围数字模拟

在井喷酸性天然气形成射流的可燃空间范围内进行主动点火是控制酸性气田井喷事故危害范围与危害程度的有效方法。对含CO₂、H₂S的天然气井喷情况进行了理论分析,建立了与实际情况接近的几何模型,采用CFD模拟的方法,对不同压力、不同风速、不同酸性气体含量的井喷情况进行了模拟研究,获得了射流速度场、浓度场,得到了不同情况下的有效点火空间范围。     

化工装置硫化氢泄漏的风险事故模拟

运用计算流体动力学(CFD)理论,模拟了硫化氢气体泄漏事故,得到硫化氢泄漏10 min时,在不同风速和风向情况下扩散过程的运动特征与浓度分布规律,并以浓度场分布及变化特征为依据,分析了风速和建筑物对硫化氢扩散的影响规律。研究结果对认清重气扩散规律、事故预防及人员疏散有一定的指导意义。     

障碍物不同坡度对H2S扩散影响研究

针对在复杂地形下发生的天然气井井喷事故,设置了20°、30°、40°、50°和60°五个不同的障碍物坡度,利用CFD软件Fluent对不同坡度下的H2S扩散规律进行数值模拟。结果表明,在设定的条件和范围内,当连续释放的H2S扩散至稳定状态时,不同坡度的障碍物对H2S的扩散影响不同。随着障碍物坡度的增加,H2S在障碍物的迎风侧和背风侧的地面浓度均有所上升,且迎风侧的变化程度比背风侧的要大。模拟结果对研究井喷中H2S在复杂地形下的扩散规律和井场位置的选择有一定的指导意义。     

井喷后含硫气体的扩散模拟分析

含硫气井井喷后,H2S气体在空间的迁移扩散受井口压强、地形、气象等多因素影响,准确预测其在空间中的浓度分布,是制定安全应急措施的关键。为此,采用CFD方法对不同井口压强和不同风速条件下井喷后含硫气体的扩散情况进行模拟,获得了H2S气体在计算区域内的浓度分布以及危险区域范围。静风时,在喷口附近及垂直上方H2S浓度很高,安全区域位于井口两侧,占整个计算空间的比例较小;有风时,H2S危险区域明显右倾,井口压强越大,气体扩散高度越高。模拟计算结果可为气井风险评估、应急处理、事故分析提供一定的参考。     

新型静态混合器流体力学性能的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)软件对具有2块稀释孔板的新型静态混合器内的三维可压缩湍流流场进行数值模拟.采用标准双方程湍流模型,得到混合器内流场变化和压降情况,并绘制出了不同速度下的压降变化曲线.仿真结果和实际相吻合,在揭示混合器内部流动特殊规律和流动机理的同时,对工程实践提供了理论依据.     

气侵期间垂直环空气液两相流动模拟分析

钻井过程中,储层气体侵入井眼后将与钻井液在环空中形成气液两相流,若控制不好极易诱发井涌或井喷,尤其是含CO2、H2S等酸性气体的侵入,对储层、钻井装置和人的生命安全都构成了巨大的威胁。基于计算流体动力学方法,采用瞬态VOF模型对纯天然气气侵与含CO2、H2S酸性混合气气侵两种情况下的环空气液两相流场进行数值模拟研究,得出了不同气侵条件及气侵发生前后的环空流体流动规律,给出了气侵的动态过程、气液两相流型及各组分气体的分布情况。     

井喷H2S扩散环境风险数值模拟与风洞实验验证

川渝地区高含硫气田的开发具有相当大的环境风险和安全风险。本文以位于四川盆地的某气井为例．考虑到环境风险．模拟了地表浓度在10mg／m3～30mg／m3的H2S扩散情况．并将风洞实验结果与CFD模拟结果进行了比较。风洞试验结果显示地表浓度在10mg/m3～30mg／m3的扩散区域从井口延伸到2km远,这与CFD模拟结果10mg／m3硫化氢扩散距离最远达到计算流场2km范围基本一致。考虑到安全风险,应用CFD模拟H2S扩散地表浓度为150mg／m3的扩散情况。通过与风洞实验结果的比较表明,CFD能比较准确地模拟发生井喷后H2S扩散过程中浓度的变化,因此可以应用于实际的风险分析和安全评价中。     

稳流型气液旋流分离器的CFD模拟

利用CFD方法,采用流体力学FLUEN分析软件对目前的柱状气液旋流分离器(CGLC)内部流场研究和分析,从而进行计算仿真和结构优化设计.通过模拟分析,进行了结构改进,得到新型带稳流盘的拄状旋流分离器合理的结构模型.通过对气体体积分数分布的对比分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能.     

气体无限空间淹没湍流射流数值模拟

采用CFD商用软件Fluent对气体无限空间淹没湍流射流进行数值模拟,并将计算结果与理论分析方法及实验测量方法所得结果进行比较。结果表明,采用Fluent软件能够较好地模拟气体无限空间淹没湍流射流问题。     

不同CO2抽出比的PSA尾气在制氢转化炉内燃烧的数值模拟研究

采用CFD(Computational Fluid Dynamics)技术对抽出不同比例CO2的PSA尾气制氢转化炉燃烧及传热进行了数值模拟研究。计算得到了炉内烟气流场,温度场的详细信息,揭示了PSA尾气中CO2含量的变化对炉膛内燃烧和传热过程的影响。通过CFD数值模拟计算,提出了PSA尾气中CO2抽出对燃烧及传热的不利影响的解决方案。     

气侵期间环空气液两相流模拟研究

钻井过程中地层气体一旦侵入井眼,环空中会形成气液两相流,如果控制不及时或不当,极有可能产生井喷。为研究气侵期间环空中气液两相流的流动规律,以及时控制气侵及防止井喷的发生,以空气—钻井液为介质,分析了垂直井眼环空中气液两相流流型,建立了环空流场的物理流动模型,采用标准k-ε模型对紊流场进行模拟计算,在模拟条件下,得出了气侵发生前后环空气液两相流的流动规律与气侵期间井眼流体实际流动情况相符,并给出了气侵发生后,流体流型转变、气体运移速度及气体在环空空间上的分布规律。计算结果对井控计算机模拟研究具有一定的指导意义。     

费托合成浆态床反应器数值模拟探讨

针对费托合成浆态床反应器的特点,阐述了不同类型模型的特征,主要讨论了较为典型的双气泡模型和计算流体力学,进行了两者的耦合,结果显示：考虑了轴向扩散的双气泡模型预测了气泡速度、催化剂浓度和气体产物分布等随高度的变化以及不同条件下的转化率;把双气泡模型处理后的循环气和新鲜气以一定配比作为入口气体输入到计算流体力学中研究了流场的变化,膨胀高度吻合了高温高压中试规模浆态床的经验表达式,表明集液杯起到了很好的脱气作用,进一步说明它可用于反应器中内构件的改进。     

振荡流混合器湍流流场的数值模拟

应用计算流体力学技术,采用层流模型和湍流模型对净流量为0、一定雷诺数区间振荡流混合器单腔室中的层流流场和湍流流场进行了数值模拟计算。首次实现了振荡流混合器流场湍流流动阶段的三维数值模拟,较好地反映了湍流阶段振荡流混合器速度场分布状况,并获得了反映振荡流混合器速度场在一定雷诺数条件下非对称分布的模拟结果。     

计算流体力学方法模拟规整填料塔内流体流动行为的研究进展

对采用计算流体力学(CFD)方法模拟规整填料塔内流体流动行为的研究进展进行了综述,分别介绍了单相流模型和两相流模型。单相流模型可预测气相或液相在规整填料塔内轴向、径向的扩散行为及气相的压头损失等;两相流模型主要研究规整填料塔内气液相流动行为,利用该模型可计算液体在规整填料表面的流动过程及气液相间的传质行为,其模拟结果比单相流模拟更接近实际。随流体力学学科和计算机技术及现代测量技术的进一步发展,将会促进CFD技术在化工过程中的应用。     

裂解炉数学模拟新方法

1. Introduction Thermal cracking of hydrocarbons for olefinproduction is normally carried out in long reactor tubessuspended in a large gas fired furnace. Many complexfluid dynamic phenomena occur in the thermal crackingfurnace, including mass transfer,…     

振荡流混合器注入分散过程数值模拟

应用计算流体力学(CFD)计算方法,基于三维流场数值模拟结果,对净流量为0时,振荡流混合器(OFM)单腔室和三腔室中三维层流状态注入粒子分散特性进行数值模拟研究。流场中由于漩涡的形成,使粒子实现整体混合而达到了良好的混合效果。在净流量为0的层流流场中,雷诺数的变化对粒子分散不会产生很大影响,在同一周期,不同相位的粒子分布不相同。