液固两相流盲三通冲蚀特性数值分析

盲三通内特殊的"气垫"结构可以在节省空间的同时提升管道的抗冲蚀性能。为了分析液固两相流环境下弯管和盲三通内的流场分布,并对比其抗冲蚀性能,分析冲蚀机理,运用CFD-DPM方法对相同直径弯管和盲三通内的流场进行了数值计算。通过对几何模型进行网格无关性验证来确定最佳的网格数量,选用Realizable k-ε湍流模型、McLaury冲蚀预测模型和Forder壁面反弹恢复模型来计算冲蚀速率。分析结果显示:盲三通的最大冲蚀速率明显低于弯管;弯管的主要冲蚀部位位于中心区域的外侧壁面,盲三通的冲蚀区域主要位于相贯线附近和出料管底部;在盲三通内存在缓冲涡,可以阻止固体颗粒对壁面的直接撞击,从而减轻对管道的冲蚀;随着流体流速的增加,冲蚀逐渐加重,且流速较高时,冲蚀速率增加幅度越大;随着颗粒质量流量的增加,冲蚀速率呈线性增加,增长斜率随长径比的增大而减小。所得结果对于管道的设计选用及长周期安全运营有一定的参考价值。     

电场参数对高频脉冲水滴电聚结行为的影响

文章在高频高压脉冲电场条件下,研究了电场强度、电场频率、占空比等电场参数对水滴靠近过程中的变形及运动特性的影响。结果表明:在水滴靠近过程中,自开始施加电场到聚并时比为0.8时,平均变形度和靠近速率变化甚微,在此之后水滴由于偶极作用力和偶极极化变形效应的增强而发生大幅度变形和加速靠近,直至开始聚并。当E=1.071—1.813 kV/cm,f=2—6 kHz,n=12.8%—87.5%时,随电场参数的增大,水滴靠近时间呈现不同趋势的缩短,平均变形度明显加剧,靠近速率小幅增大,且后两者具有相近的变化规律,说明水滴间的极化力和本身的变形性具有一致性。本研究为高频脉冲电场下水滴电聚结和新型动态电聚结设备的优化提供理论基础。     

无机盐浓度及种类对电脱水过程水滴极化的影响

为了深入探究无机盐对电脱水过程水滴极化的影响机理,分别改变无机盐浓度及种类,对高频高压脉冲电场作用下水滴的极化变形进行显微实验研究。结果表明,不同NaCl浓度条件下水滴的变形度随电场频率和占空比的增加呈先增大后降低,由于电导率增大、离子冲击效应等的影响,随着NaCl浓度的增大,水滴的变形度随之增大。高价无机盐离子所受的电场力是一价离子的数倍,有利于其冲击速度和冲击动量的提升,水滴变形度随离子价位升高而增大。另外,由于离子活泼程度以及水解等原因,在同一高压脉冲电场中,不同钠盐溶液水滴变形度顺序为：磷酸钠 >碳酸钠 >硫酸钠 >氯化钠 >硝酸钠。不同氯盐溶液水滴变形度顺序为：氯化镁 >氯化钙 >氯化钾 >氯化钠 >氯化铵。研究成果为高压高频脉冲静电破乳机理的深入探讨奠定了基础。     

新型旋风管内颗粒浓度分布的实验研究

在Shell型旋风管基础上进行了结构与尺寸的优化匹配,得到一种新型高效旋风管. 采用等动采样方法,对新型旋风管内的颗粒浓度场进行了测试与分析. 实验结果表明,新型旋风管开有排尘槽的锥形排尘结构有较好的分离效果,并在一定程度上可以降低颗粒的返混;加设导流锥结构可显著减少短路流,并能使细小颗粒受到较强的惯性作用而得到分离. 灰斗上方区域,沿轴向向上颗粒浓度呈下降的趋势,表明内旋流对颗粒具有较强的二次分离作用. 对粒级效率的估算结果表明,新型旋风管可将粒径大于7 mm的颗粒全部除净,3~7 mm的细小颗粒的粒级分离效率可达86%以上,而相同操作条件下Shell型旋风单管仅能将10 mm以上的颗粒除净. 本工作为旋风管的结构改进、尺寸优化乃至工业推广应用提供了必要的基础.     

电脱盐条件下水滴聚并过程影响因素初探

在对国内外相关文献调研的基础上,对电脱盐条件下水滴聚并过程的影响因素进行了初步探讨.水滴在电场中的聚结方式主要有偶极聚结、振荡聚结、电泳,介电泳等;水链的形成在一定程度上有利于水滴的碰撞与聚并,而电分散则对电聚结起到了负面效果,应予以避免:高频电场和脉冲电场的聚结效果好于交流电场和直流电场,减小极板间距可以提高聚结效果,减少极板的边缘效应;乳状液中水相体积分数、界面膜、油相体积分数等均会对聚结速率产生显著影响.     

锥角对导叶式旋流器分离性能影响试验研究

在其它结构参数和操作参数不变的情况下,对锥角为5°、7°和10°的导叶式固液分离旋流器的分离性能进行了试验研究。试验结果表明,在一定范围内,7°锥角旋流器总分离效率最高、压降较低;锥角不同,对不同粒径的固体颗粒的分离效率不同;随着锥角的减小,旋流器对悬浮物颗粒的分离效率呈上升的趋势。     

聚结构件结构对重力分离器油水分离性能的影响

为考察聚结构件结构对油水重力分离器分离性能的影响,在理论分析的基础上,采用错搭波纹板、开孔波纹板以及网状波纹板进行了室内实验研究,并从停留时间、油相浓度分布、分离效率、聚结结构前后油相浓度及中位粒径差等方面进行了全面对比。结果表明,网状波纹板结构对小液滴具有较好的聚并作用,能显著提高油水分离效果,缩短停留时间;开孔波纹板次之,而错搭波纹板效果最差。实验发现,良好的亲油疏水性、具有足够的油滴上浮通道以及与混合相具有较大的接触面积,是性能优良的聚结结构所应具备的三个条件。上述工作为进一步开发高效紧凑的油水重力分离设备提供了依据。     

操作参数和物性参数对超声波污油破乳的影响

引言 随着以注水为主要手段的二次采油和以注聚合物溶液为主要手段的三次采油技术的广泛应用,在石油开采过程中产生了大量的污油污水,其破乳分离的难度也越来越大,重力分离、离心分离等常规分离方法已经不能满足实际工况的需求[1-2].超声波破乳脱水技术利用了超声波的机械振动、空化及热效应,能够达到较好的油水两相分离的效果,已经成为一项新兴的技术,得到了学者们的广泛关注[3-5].     

改进气液旋流器排气管结构的实验及CFD模拟研究

采用RSM模型和DPM模型对轴流式气液旋流分离器内的气相流场和液滴运动轨迹进行了数值计算,发现在排气管下方有比较强的短路流,而液滴随短路流逃逸是降低旋流器分离性能的重要原因.设计了四种新型的排气管结构,并对他们进行了数值计算,计算结果发现短路流和压力降受排气管结构的影响很大,其中结构4的排气管结构产生的短路流强度最弱,...     

流道结构对膜分离性能的影响

基于CFD技术对不同流道结构的平板式纳滤膜分离器内的流动进行了数值模拟,以考察流道结构对膜分离性能的影响。分析了在平板膜器中加设螺旋形隔板和蛇形隔板后截面流体的次流状况。模拟结果表明在无绕流板流道中加设隔板后存在次流现象,螺旋形流道中流体流动存在二次流漩涡,蛇形流道拐角附近的流体也存在较强的二次流动,对减轻膜污染和浓差极化均有作用。