螺旋内槽管内天然气-水-表面活性剂体系的水合物生成动力学计算

针对多组分气体（天然气）-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型（PBM）,基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozabadi的经典水合物成核和生长理论,将其体系从单组分-水系统扩展到多组分气体（天然气-水-十二烷基硫酸钠）系统,同时结合经典结晶理论利用传质系数对水合物生长模型进行了修正,建立了适用于螺旋内槽管流动体系内天然气水合物生成动力学模型。通过模拟计算,获得不同水合物生产条件下天然气在水中的平均传质系数;进而利用Microsoft Visual C++编程计算得到不同条件下水合物生成动力学数据,在考察范围内,天然气水合物的成核速率随着反应体系有效表面能的增大而锐减,而水合物生成驱动力和生长速率未受影响,同时水合物生长速率随着流速和反应压力的增大及温度的降低而增大,成核速率随着压力的增大和温度的降低而增大。     

光响应型钛基纳米薄膜的制备及防腐性能研究

基于企业生产研究背景与优势,提出利用廉价且易得的钛源(例如:TiOSO4)材料为原料,采用反应简单、操作便捷的sol-gel法在基材表面制备一层或多层纳米级钛基薄膜,研究镀膜后基材在紫外光光照和暗态条件下的耐腐蚀能力,意图通过镀膜大幅度提高基材的耐腐蚀能力.通过选择钛源、沉淀剂、水溶胶的钛浓度、络合剂比例和反应温度优化水溶胶制备工艺;同时研究不同浓度水溶胶的粘温特性及采用水溶胶浓缩为干凝胶的方法对水溶胶中颗粒粒径和形貌进行观测,溶胶粒径均小于50 nm.后期采用匀速提拉法在基板表面进行不同层数薄膜的制备,采用相应热处理得到纳米钛基薄膜,并研究纳米薄膜的形貌.最后将基片制作成电极浸渍在3.5％氯化钠溶液中测试其防腐性能,制备纳米薄膜表面颗粒粒径均小于50nm,五层膜厚度在1μm左右.防腐性能测试结果表明在基材表面制备防腐薄膜提高了基材腐蚀电位、降低其腐蚀电流,在暗态条件下,相较基板的防护效率最高可达99.73％;在紫外光照下,相较基板的防护效率最高可达99.14％.同时通过暗态和紫外光照下的基板的开路电位分析,在紫外光照射下相对于暗态下的开路电位出现不同程度负移的情况,展现出薄膜具有光响应性.     

纳米磷酸钒钠的制备及其储钠性能研究

基于磷酸钒钠制备条件苛刻、颗粒粒径大、电导率差等问题,提出了一种制备纳米磷酸钒钠的新方法。通过碱性沉钒形成羟基氧化钒,再利用PO₄^3-、F^-等阴离子与OH^-的原位离子交换,从而得到纳米化的磷酸钒钠。借助XRD、SEM、FTIR等方法,分析了纳米磷酸钒钠的形成机理,优化了合成条件。电化学测试结果表明,磷酸钒钠的纳米化提升了电子/离子输运能力,使得所制备的纳米磷酸钒钠表现出优异的储钠性能。当电流密度为10 mA/g时,其放电比容量为106.68 mAh/g,并且循环20次循环充放电后,仍能保持80.85 mAh/g的放电比容量。     

渣油加氢沸腾床的多相流流动特性模拟

采用欧拉-欧拉-欧拉三相流模型,对STRONG沸腾床渣油加氢反应器进行了二维冷模多相流动过程模拟。其中液-固相间作用力采用Syamlal-O’Brien模型,气-液相间作用力采用Schiller-naumann模型,忽略气固之间的作用力。由气含率、液含率、固含率云图随时间的变化,可以看出催化剂在气液两相的作用下,逐渐实现了流化;在三相分离器的作用下,气相、液相、固相实现了分离,气相富集在三相分离器上端,液相从侧出口流出,固相在流化床内实现了循环利用。同时模拟结果表明,三相分离器分离效果理想,但是在局部截面积较小和结构复杂地方会出现局部湍流,不利于分离的进行。     

螺旋内槽管内天然气-水-表面活性剂体系的水合物生成动力学计算

针对多组分气体(天然气)-水-表面活性剂体系在螺旋内槽管内的水合物生成过程,首先采用CFD方法结合群体平衡模型(PBM),基于溶质渗透模型和Kolmogorov各向同性湍流理论对螺旋内槽管内气液传质系数进行了模拟;其次基于Kashchiev和Firoozabadi的经典水合物成核和生长理论,将其体系从单组分-水系统扩展到多组分气体(天然气-水-十二烷基硫酸钠)系统,同时结合经典结晶理论利用传质系数对水合物生长模型进行了修正,建立了适用于螺旋内槽管流动体系内天然气水合物生成动力学模型。通过模拟计算,获得不同水合物生产条件下天然气在水中的平均传质系数;进而利用Microsoft Visual C++编程计算得到不同条件下水合物生成动力学数据,在考察范围内,天然气水合物的成核速率随着反应体系有效表面能的增大而锐减,而水合物生成驱动力和生长速率未受影响,同时水合物生长速率随着流速和反应压力的增大及温度的降低而增大,成核速率随着压力的增大和温度的降低而增大。