基于群体平衡理论的管道内水合物颗粒聚集过程模拟

基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型,重点考虑水合物颗粒在流动过程中的碰撞频率、聚集效率、破碎频率及破碎后子颗粒的粒径分布函数,建立了三维几何模型,利用FLUENT 14.5软件对群体平衡模型和固液两相流模型进行联合求解,模拟不同条件下水合物颗粒的聚集过程,并将模拟结果与水合物颗粒生长模型的计算结果进行了对比。模拟结果表明,数值模型能较好地模拟水合物颗粒在管道内流动时的压降变化规律以及粒径分布情况。低流速下管道内水合物颗粒的聚集过程可大致分为缓慢增长、快速增长、破碎主导和动态平衡四个阶段。高流速下管道内水合物颗粒的聚集过程则只包括快速增长和动态平衡两个阶段。在管内流动条件下,相较于颗粒生长,水合物颗粒间的聚集更容易导致颗粒粒径增大、是流动过程中水合物颗粒粒径增大的主要原因。     

基于群体平衡理论的管内水合物沉积特性数值模拟

引入基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型,建立了三维几何模型,利用Fluent软件对群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解,模拟了流速、水合物颗粒粒径及体积分数对管内水合物颗粒沉积特性的影响。模拟结果表明,着床沉积发生时,管道横截面处的水合物分布和粒径分布有较好的一致性。流速增加对管内水合物颗粒粒径大小的影响并不具有明显的规律性,但会减小管道横截面上水合物的浓度梯度,使水合物分布渐趋均匀,从而减弱水合物的着床沉积。管内水合物颗粒的初始粒径越大、体积分数越高,水合物颗粒的平均和最大粒径的模拟值越大,水合物颗粒的起始沉积位置距管道入口也越近,管内水合物的沉积越严重。模拟结果与相关实验结果吻合良好,可为深水流动安全保障技术的发展提供基础支持。     

管道流动体系中水合物颗粒粒径分布特性数值模拟

研究管道内水合物颗粒的粒径分布特性对深水流动安全保障具有十分重要的意义。为模拟管道流动体系中水合物颗粒的粒径分布特性,本文首先建立了基于水合物颗粒聚集动力学的群体平衡模型。该模型重点考虑水合物颗粒在流动过程中的碰撞频率、聚并效率、破碎频率及破碎后子颗粒的粒径分布函数,可较好地刻画管内水合物颗粒的流动行为。随后,根据文献中的实验装置建立三维几何模型,利用FLUENT 14.5软件对上述群体平衡模型和相关固液两相流模型进行联合求解,借此模拟水合物颗粒初始粒径分布、水合物体积分数、管内流速和水合物颗粒初始粒径大小对管内水合物颗粒粒径分布类型及分布规律的影响。本文模拟结果与文献中相关实验数据吻合良好,可为水合物防治技术的发展提供技术支持。     

天然气水合物储运技术中水合物反应器的研究进展

可观的储气率与自保效应的存在使得天然气水合物能作为一种天然气储运的方式,并且在与其他如液化天然气、压缩天然气储运方式比较时有着自己独到的优势。但由于针对水合物储运的研究起步较晚,利用水合物储运天然气的技术尚未成熟。尤其是在水合物反应器的研究上,生成水合物的速率较低,无法达到工业生产所需要的水平。本文通过调研国内外文献与专利等资料,介绍了国内外天然气水合物储运技术发展状况,简述了水合物生成强化的物理化学手段与机械手段,详述了搅拌式等传统天然气水合物反应器与管式、超重力式等新型天然气水合物反应器的结构与工作原理。根据现有水合物反应器的特点与存在的问题,对水合物反应器的研究方向提出建议：未来应当加快对喷淋式、超重力式与流化床式反应器的放大研究,加快针对不同物理强化手段与机械强化手段的协同作用研究,建立起以天然气储运为目的的水合物反应器评价体系。     

油气管道水合物堵塞机理研究进展

国内外对油气管道水合物堵塞机理的实验研究虽然较多,但一直缺少系统的总结归纳。本文根据水合物堵塞实验开展条件的不同,首先将油气管输体系分为油基体系、水基体系（纯水体系及水主导体系）、气主导体系和部分分散体系。文章分析表明,管道水合物堵塞机理众多,具体包括水合物的聚集和沉积、水合物大量聚集阻塞管道流通截面及油水相分离等。其中,水合物的聚集和沉积是油基体系水合物堵塞的主要机理,水合物颗粒的着床沉积是纯水体系水合物堵塞的主要机理,水合物大量聚集阻塞管道流通截面则是气主导体系水合物堵塞的主要机理。水主导体系和部分分散体系的水合物堵塞机理,目前尚无统一定论,有待进一步深入研究。文章指出对环状流液滴分布、油水分散状态、乳状液稳定性及未乳化自由水层等的量化研究则是未来水合物堵塞机理的研究重点。     

气主导盲管内水合物沉积特性实验研究

目的 为了研究气主导盲管内水合物的沉积特性,使用专门设计的气主导盲管实验装置开展了一系列水合物管壁沉积实验.方法 实验中,竖直管内的气体在密度差的作用下产生自然对流,进而携带高温水蒸气在竖直管内运移并不断在低温的竖直管壁上冷凝,冷凝水最终与气体反应形成管壁水合物沉积层.结果 实验中竖直管内存在水合物沉积层生长最快、厚度...     

纸上微型实验室在食品检测领域的研究进展

“纸上微型实验室”是以纸为基底的微型分析系统,其因高灵敏、低成本、便携化、可批量生产等独特优势突破了传统检测技术的局限,在食品现场快速检测领域展现出巨大应用潜力。本文梳理了典型的“纸上微型实验室”,分别对纸层析法、化学试纸、侧流层析试纸条、纸基微流控分析装置和合成生物学纸进行全面综述,并重点介绍了“纸上微型实验室”在食品检测领域中的应用,最后讨论了纸基分析方法的优势、挑战和发展趋势,以期为“纸上微型实验室”更全面地应用于食品检测领域提供理论支撑。     

抗污染材料改性生物传感器在食品等复杂样品检测中的应用

生物传感器作为一种简便、灵敏、低成本的分析手段,为食品安全快速检测提供了有效的保障。但是,在检测复杂样品过程中往往存在基质的干扰,导致生物传感器的检测灵敏度和结果科学性受到了影响。近年来,采用聚乙二醇、两性离子、多肽等抗污染材料改性生物传感器的研究受到越来越多的关注。本文综述了生物传感器的抗污染机理、抗污染材料的合成与应用以及抗污染材料对传感表面改性的方法和评价手段,分析了近年来抗污染材料在检测领域应用的优势和局限,并对抗污染传感器检测食品等复杂样品的发展前景进行展望。     

SIEMENS S7-200的胶带输煤控制系统设计

该文主要描述了基于SIEMENS S7-200的胶带输煤控制系统,具体阐述了胶带输煤控制系统的控制功能、控制方式、控制要求,并对其控制程序进行了设计,设计部分包括梯形图以及语句表。