顺序输送管道支线作业对进站混油量的影响

顺序输送成品油管道内可同时存在多种油品,由于各油品的物性参数不同,随着油流的前行,沿线各点的运行工况将不断变化。对于沿线存在分支的管线,当支线进行作业时,即分输或注入某种油品,支线以后的主管道油品流速及混油量等运行工况与无支线作业时相比还将发生变化。通过对算例进行计算,分析支线作业对管道进站混油量的影响,为今后顺序输送管道的投产运行提供理论依据。     

埋地热油管道轴向温降仿真分析

为了降低热油管道输送中的运行能耗,在考虑大气温度和管道埋深处土壤自然温度场的准周期变化规律、总传热系数、油品流速对沿程温降影响的条件下,建立油流温降模型,并给出解析解,详细分析了长输热油管道加热站出站油温、油流沿线温降变化规律.这对热油管道生产运行工作制度的制定具有重要的理论价值,为埋地热油管道的平稳低耗运行提供可靠的理论依据.     

沉降性浆体速度与浓度分布耦合模型

以固体颗粒在加速段内的运动分析及清水速度变化分析为核心,以清水在管道内的运动规律与清水介入固体颗粒后所形成的液、固两相流的运动规律之间的联系为突破点,通过理论分析,建立了预计水平管道内沉降性浆体速度分布的理论模型.应用该模型与现有的浓度公式联合起来,提出了水平管道内沉降性浆体速度分布与浓度分布耦合模型,从而可以充分体现出速度和浓度之间的相互影响、相互制约关系,为精确的预计沉降性浆体的流动参数提供了可靠的计算方法.     

非金属管道内原油流动静电起电速率实验研究

油品在非金属管道内流动过程中和管道内壁面发生接触产生大量的电荷,过量电荷聚集放电会产生火花导致管壁的穿孔以及引起火灾,严重影响正常生产。对其静电产生的原因及影响因素进行分析可知,起电速率受油品流速、温度、含水率、管线材质及粗糙度影响。结果表明,起电速率与油品流速呈正相关;油品温度的升高不利于油品静电的积累;在一定含水率范围内起电速率随着含水率的上升而逐渐增大,超过反向点后呈相反趋势;起电速率与管线粗糙度呈正比;并结合已有实验数据,建立油品流动静电模型。     

π型管液固两相冲刷腐蚀数值模拟

输油管道系统常常会发生冲刷腐蚀现象,冲刷腐蚀现象产生的主要原因是颗粒对壁面的撞击.使用DPM模型研究固体颗粒对管壁的冲蚀作用,分析π型管的流动特性,研究流体速度、颗粒质量流量、颗粒直径以及颗粒密度对管道冲刷腐蚀速率的影响.模拟结果表明,π型管道在弯头处冲刷腐蚀最严重;当流体速度增大、颗粒质量流量增多时,最大冲刷腐蚀速率...     

水平管道堆积速度研究

根据非均质浆体流态随着浆体平均流速增加的变化规律,从清水与固体颗粒之间的动量传递分析入手,分析水平管道内沉降性浆体流动时清水与固体颗粒之间的相互作用机制,分别得到搬运流体、固体颗粒和浆体的速度分布模型,同时根据固体颗粒的起动条件和堆积速度的概念研究水平管道堆积速度的确定方法．由于此方法是从理论分析角度出发进行机理性研究,因此,具有通用性,通过实验证明了计算结果与试验数据基本一致．     

非金属输油管道静电起电及防护研究

非金属管道以其优异的工作性能成为油气管道技术发展的新方向,但输油过程中伴随的静电问题成为管道安全运行的隐患。基于扩散双电层理论,对金属管道和非金属管道的静电起电机理进行了分析;阐明了管内流体流动速度,管道性质和油品性质对油流带电的影响规律;归纳了输油管道的主要静电放电类型及其危害影响;从避免静电产生和中和静电两方面提出了一系列非金属输油管道的静电控制与防护措施。     

管道内液固浆液输送的数值模拟

为了对管道内液固浆液输送的流动形态进行研究，建立了以颗粒动力学为基础的Euler Euler双
流体模型.在浆液流速大于临界沉积速度的情况下，模拟了不同浆液入口速度时的管道压力降，同时对管
道内浆液输送液固两相流进行了研究：当轴向位置与管径之比大于50时，管道内浆液流动处于充分发展
状态.此外还分析了在不同浆液速度下管道内液固两相的空间分布和浆液流动形态：在水平方向液相速度
分布和固体颗粒相速度分布呈对称状态；垂直方向液相速度分布和固体颗粒相速度分布由于重力影响，
不再呈对称状态.固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同，两者之间的滑移速度很小，可以忽略.计算
结果与实验值的比较表明，所建模型能有效地描述管道压力降和管道内浆液流动形态.     

固相体积分数对泵性能影响研究

针对脱硫泵在输送固液两相流介质时存在的磨损严重、效率不高的状况,采用混合多相流模型和修正的k-ε湍流方程对脱硫泵内部流场进行了数值模拟,得到了泵内固体相的颗粒分布和运动规律以及不同固相体积分数与泵扬程、效率的关系曲线。结果表明:固体颗粒主要分布在叶片工作面和后盖板面,加剧了叶片和后盖板的磨损速度;固体颗粒在工作面上的相对速度较背面大,工作面和后盖板相交的棱角处颗粒浓度大且颗粒以一定的速度与叶轮发生摩擦,容易导致叶轮局部磨损;随着固含量的增加,泵的扬程、效率下降明显,而轴功率趋于稳定,说明脱硫泵的运行存在一个最佳输送浓度。     

泥石流内部流速分布规律实验研究

泥石流内部速度是泥石流动力学分析与防治工程设计中最重要的参数之一。本文以粘度较高的丙烯酸树脂与乙酸乙脂混合液模拟泥石流的粘性,以粒径均匀的玻璃微珠作为两相流的固相颗粒,利用PIV流场测量系统,研究了含砂水流与泥石流中颗粒运动过程、垂向流速分布规律;借助高桥堡水石流固体颗粒流速分布模型,计算了不同颗粒粒径条件下泥石流垂向流速分布,并与前人的研究成果进行比较,结果表明：流体粘性较高条件下,颗粒在整个过流断面上分布更均匀,实验中垂向流速测量结果与高桥堡模型计算值吻合良好（u/us>0.3）,而与含砂水流条件下的测量结果差异明显。两相流中固体颗粒垂线流速分布是否存在反“S”曲线分布,主要与流体的粘性及颗粒在液相中分布的均匀程度有关。     

水平气力输送系统中颗粒波状流的模拟

对用于两相流计算的硬球模型进行简化，模拟了水平气力输送系统中颗粒波的动态流型。模型中，气体状态由两相耦合的Navier—Stokes方程描述，颗粒运动通过单颗粒的运动轨迹描述。并且，颗粒的碰撞运动由冲量守恒原理控制，颗粒的悬浮运动由力平衡方程决定，相间耦合作用依据牛顿第三定律处理。模拟结果从介观层次呈现了水平气力输送系统中与实验特征吻合的颗粒波状流，说明了颗粒波的传播速度取决于气体速度，它并不敏感地依赖于系统中的存料量及物料密度。     

基于高速摄像技术的气力提升性能分析

采用高速摄像系统对提升管内三相流运动状态进行拍摄,深入研究气-固-液三相流提升性能随运行参数变化的规律,并基于图像处理方法对管内流场结构和固相运动特征进行分析。结果表明：随气量值变化,提升管内流型呈周期变换,依次为稀疏型泡状流-密集型泡状流-泡状搅拌流-混合搅拌流-稀疏型泡状流,其中泡状搅拌流更利于固体颗粒的提升;相同气量值下,气力提升系统排固量、排液量和提升效率随淹没率的升高呈先增加后减小趋势;同工况下进气量对系统提升性能的影响大于淹没率,且存在最佳气量值使得系统提升效率最高;当气量值较低时,管内颗粒浓度低且多集中于管壁位置,随气量值增大颗粒向管中心运动,且此处颗粒运动速度和浓度值均较高;此外,随着进气量的变化,提升管内交替出现气-液两相流与气-液-固三相流,并且气量值的变化直接影响管内颗粒分布及其运动状态;与单颗粒相比,群颗粒作用下系统提升性能较高,且不同径向位置的颗粒速度并不对称于提升管中心线。     

基于DPM 的旋风分离器内颗粒轨迹数值模拟

采用数值模拟的方法研究旋风分离器内固相颗粒的运动轨迹,固相流场采用离散相模型(DPM)。通 过分析不同粒径及入口速度对旋风分离器内固相颗粒运动轨迹的影响,探索了颗粒在旋风分离器中运动的物理机 理。结果表明,颗粒在旋风分离器中运动轨迹比较复杂,同时受到入口速度和粒子半径的影响。相同粒径颗粒在不 同入口速度下运动轨迹不同,且小粒径颗粒较容易受到入口速度的影响。模拟结果可为工程实际应用提供一定的 理论指导。     

高浓度颗粒气固两相流动的二阶矩模型的数值模拟

采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向异性颗粒动理学能够反映颗粒流动特性,从而能够更全面地认识高颗粒浓度气固两相流动过程.     

海底天然气水合物绞吸式开采切削头绞吸特性

摘要：根据切削头的结构和工作原理,建立了切削头绞吸流场模型,运用fluent仿真软件和计算流体力学理论研究了切削头工作过程中的绞吸流场特性,分析了绞吸流场的绞吸规律、速度变化规律和出口固相体积分数变化规律。对影响绞吸能力的主要工作参数（绞吸流量和绞刀转速）进行了详细的仿真分析,得到了各个参数和绞吸能力之间的关系。结果表明：增大绞吸流量有利于提高绞吸能力,当绞吸流量超过2000m3/h时,继续增大绞吸流量并不能有效提高绞吸能力,还会导致管道内固相速度过高,加剧固相颗粒和管道之间的磨损;当绞刀转速低于20r/min时,增大绞刀转速有利于提高绞吸能力;当绞刀转速大于20r/min时,增大绞刀转速将显著降低绞吸能力。     

湍流分离器中粒子湍流扩散的数值模拟

本文对旋流分离器涡室带粒流进行了数值分析，用拉格朗日法模拟粒子的轨迹及其扩散运动，应用四阶龙科－－库塔方法数值求解粒子的运动平衡方程，通过气体速度随机脉动谱把气相湍流运动对固体粒子运动的影响引入本文的数值模拟中。计算结果表明固体粒子的数值模拟可以较理想地预测分离器的某些性能。     

进料方式对水力旋流器径向流场影响的研究

水力旋流器内部流体径向流场对其内部颗粒的径向位移有着重要的影响,直接影响水力旋流器的最小分离粒度。而不同的进料方式影响水力旋流器内部流体径向流场。针对单边进料和双边进料两种形式,采用FLUENT的RSM模型和mixture模型,对水力旋流器内部流体进行流场数值计算,得出了旋流器内部液流径向速度分布规律。对于设计出高效水力旋流器及确定合适的进料方式提供了依据。     

颗粒物在矩形管道内流动的PIV实验研究

对水平管道内颗粒物运动规律进行研究。应用粒子图像测速（PIV）技术,在不同的气体流量下,对矩形管道在两种不同结构下的气固两相流的流动情况进行了测量,得到了平直通道和带肋通道中气体及固体颗粒的时均速度场,并分析比较了管道结构及气体流量对速度和粒子沉积的影响,发现加肋有助于粒子的沉积,且使通道内流动状态发生了较大改变。对深入了解管道内气固两相流动状况及数值模拟结果的评价提供了参考。