气液两相流引射器的数值仿真及实验研究

目前引射器的研究多集中于单相引射器,气液两相引射器的研究较少,针对引射器实际应用的数值仿真研究更少。为此,在双流体模型的基础上,结合有限体积法及标准k-ε两方程湍流模型,全面考虑工作喷嘴、混合室、扩压管等对引射器性能的影响,对引射器进行了全流场仿真及实验研究。结果表明:(1)混合流体沿流动方向压力不断升高,实验值与仿真结果吻合;(2)引射器中流体具有明显的射流特征;(3)设计的引射器背压在0.08～0.1MPa之间为宜;(4)在其它条件不变的情况下,升高被引射流体压力和工作流体压力均有利于增加引射器引射系数。     

液-液气引射器混合室最佳长度仿真研究

研究了应用于液-液气两相流引射器的特性,建立了引射器气液两相湍流流动的数学模型,进行了以液体为工作流体,同时抽吸气、液两相介质的二维全流段数值仿真。重点研究了不同混合室长度对引射器性能的影响,结果表明,当混合室长度lH=6d3(混合室直径)时,气液两相流体混合较为均匀且沿程损失较小,还可满足经济性要求,因此lH=6d3为最佳混合室长度尺寸,此时引射器中的流体具有明显的射流特征。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟 Ⅰ.气液固3相流动反应模型的建立

在已建立的催化裂化提升管反应器气固两相流动反应模型基础上,把原料油液雾的流动、传热、气化过程及其对反应结果的影响全部纳入模型中,对催化裂化提升管反应器进行了３维微分模拟,考察了原料液雾流动气化过程及其影响,建立了提升管反应器气液固３相流动反应模型、数值模拟方法及相应的程序,利用该模型对工业提升管反应器进行数值模拟研究,可获得原料液雾流动气化过程的重要信息     

基于ACE算法的水平管道持液率计算模型北大核心CSCD

目前水平管道气液两相流持液率计算模型较多,且大多基于经验或半经验相关式,持液率计算结果存在较大差异。通过对已有不同实验条件下持液率实验数据的筛选分析,得出管径、气相折算速度、液相折算速度、黏度、压力、温度等6个影响持液率大小的主要因素,在此基础上基于ACE算法建立了水平管道持液率计算模型,并将该模型与已有的持液率计算模型进行了对比分析。研究结果表明:本文基于ACE算法建立的水平管道气液两相流持液率计算模型能够对各影响因素对持液率的潜在影响行为进行描述,具有较高的计算精度,适用范围广,可为水平管道气液两相流持液率计算提供借鉴。     

离心式气液分离器主要结构参数分析

在用于高密度、高粘度气侵钻井液的除气分离系统中,离心式气液分离器作为第二级分离器,其结构对分离性能有很大影响。为了提高离心式气液分离器的分离效率,需对其结构参数作进一步分析。按照正交试验方法,运用CFD商业软件对离心式气液分离器内流场进行了全三维数值模拟;分析了25个典型工况下每种模型内部气液两相流的运动情况和分布状况,得到了所有工况条件下分离器的分离效率;探讨了分离器主要结构参数对分离器分离效率的影响,提出了基于数值模拟基础上的理想分离器模型。     

论液-液水力旋流器的CFD方法

在液-液水力旋流器数值研究过程中,几何模型的网格划分、对流-扩散项的离散格式的确定以及湍流模型和多相流模型的选择都非常重要,结合CFD(计算流体动力学)理论、液-液水力旋流器内流场特性和前人的研究成果进行探讨.研究表明,网格划分首选六面体网格单元,对流-扩散项离散用QUICK格式计算精度更高,利用Reynolds-Stress模型对湍流场进行模拟更合理可信,采用2相流动滑移模型模拟其内的油相运动过程也较为客观.研究的结论对采用CFD方法优化设计液-液水力旋流器具有指导意义.     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡研究

利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na2SO4质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

萃取分离低浓度DMF含盐废水的液-液平衡

 利用液-液平衡釜测定了在常压下,温度为293.15K,Na₂SO₄质量分数分别为0、1%、3%、5%、7%条件下的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)-水-氯仿体系的液-液平衡数据。实验结果表明,随着盐浓度的增加,DMF的选择性系数增大。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了热力学关联,回归得到该体系的二元交互性参数,并得到了模型参数随盐浓度变化的规律。运用回归得到的模型参数对该体系的液-液相平衡数据进行了预测,计算值与实验值的相对均方根误差在7.15%以内,绝对平均误差在1.46%以内,说明NRTL模型能较好地预测该体系的液-液平衡关系,可为萃取分离低浓度DMF含盐废水提供了工艺设计和模拟优化的基础数据。     

气液撞击流洗涤器压降计算

压降是气液撞击流洗涤器设计和操作的基础数据,目前研究多为实验数据的经验关联,理论依据不足.从理论上对气液撞击流洗涤器的压降进行了分析,得出了一个新的计算式.根据以空气一水为工质的实验室小型冷模实验确定了算式中的有关系数.用此算式对一支路热态中试气液撞击流洗涤器的压降进行了计算,结果表明,计算值与实验值吻合较好,误差都小于10%,该算式可用于气液撞击流洗涤器的设计计算.     

塔河油田稠油气液多相管流压力预测研究

以塔河油田稠油自喷井气液多相流动为研究对象,基于实验数据,拟合建立了稠油黏温数学模型、稠油-水与稠油黏度对比和稠油-气-水三相与稠油两相黏度对比图,以修正稠油流体物性。在此基础上,引入Bannwart的研究思路,应用塔河11井次的稠油自喷井测压数据,统计评价了工程常用的5种气液多相流模型,结果表明Mukherjee&Brill模型各项误差最小。此研究成果将为稠油自喷井动态分析及今后的人工举升工艺提供重要的理论基础。     

天然气喷射引流装置变工况性能试验

天然气喷射引流技术是靖边气田低压气井开采、实现稳定生产、取得较好开采效果的主要技术,如何选择合适的喷射装置设计参数和运行过程中工作制度,对于装置的长期有效运行非常关键。通过现场试验,研究了高低压气流量和引射率随压力的变化规律,掌握了喷射装置的变工况性能：低压气流量与高压气压力为非单调关系,随着高压气压力增加,低压气流量先增加后减小。现场应用中,需要根据工况性能选择合适的高压气工作压力,引射率变化规律与低压气流量变化规律一致,引射率与低压气压力为近似直线关系,且随着高压气压力的减小,斜率就增大。设计过程中,要充分考虑现场应用井的稳压能力,设计合理的工作压力和流量,以延长喷射装置的应用时间。喷射引流装置变工况性能与装置本身结构参数有关,对于不同的喷射装置需要进行变工况性能分析,并做出相应图版来指导现场生产。     

雾化喷射泵在油气加工处理装置中的应用研究

雾化喷射泵是由不同压力的两股流体相互混合，并发生能量交换，以形成一股居中压力混合流体的装置．该装置可不直接消耗机械能而提高流体的压力。为了解决冬季油气生产集输过程中的冻堵问题，通过大量的试验验证和模拟分析，结合具体的工程实际，研制了注醇用雾化喷射泵。并在已完成的10余项大型装置中成功使用，效果良好。该项技术的应用成果表明，具有很好的推广使用价值。文章介绍了雾化喷射泵的工作原理、性能特点、结构形式及实际应用情况。     

喷射器在海上油气田轻烃回收中的应用

分析了海上油气田低压伴生气和挥发气的危害,对喷射器的轻烃回收技术原理进行了阐述,指出其技术优势,并对喷射器的压力和流量等工艺参数和工艺设计进行了探讨.通过某浮式生产储油装置利用喷射器对原油舱挥发气进行回收的工程实例表明,喷射器在油气田轻烃回收工程中切实可行且具有多方面的优势,具有实际推广价值,在节能减排方面具有重要意义...     

喷射诱导气浮处理含油污水性能研究

为考察喷射诱导气浮用于污水除油的性能,对其流体流动性能及废水脱油动力学性能进行了研究。研究表明:影响喷射器流体力学性能的主要因素是喷嘴与喉管的面积比及工作流体与吸入气体的压力比。在气浮分离室内,依据气泡的密集强度大小,可分为三个区域,并存在两个流体循环流动,且气泡大小受气体流量的影响很小。依据实验结果,得到了用以预估气浮室内充气率的关联式。在分析喷射诱导气浮工作机理的基础上,开发了油水分离动力学模型和脱油效率模型。利用实验结果,得到了用以计算多级模型中参数的关联式。所提出的数学模型提供了建立设计计算和药剂评价的依据。     

气井中旋流式引射器性能影响因素研究

针对天然气开采过程中串联高压井抑制低压井产气的问题,提出了旋流式天然气引产工艺,利用高压井天然气对低压井进行引产作业,提高产气量。采用数值模拟方法探究螺旋叶片结构参数对引射器内部流场的影响规律。研究发现,在给定工况参数下,改变有旋引射器螺旋叶片的结构参数对引射系数的影响并不大; 改变高压入口压力值对有旋引射器的引射性能存在较大的影响。控制螺旋叶片数量为3,导程为200 mm,径向厚度为20 mm时,在压力为221.3～281.3 kPa时,引射系数均高于0.5。其中,压力为281.3 kPa时,引射系数达到峰值0.558,引射性能达到最佳。流体介质存在杂质颗粒时,有旋引射器能够在保证引射性能的情况下缓解颗粒沉积。     

基于旋流和引射循环技术的湿气气液分离方法研究

天然气除湿对于天然气的安全输送和精确计量具有重要的意义。针对传统的湿气气液分离装置存在分离效率低、受流型影响大等问题,提出了一种基于旋流和引射循环技术的湿气气液分离装置和方法。通过室内实验的方法,对不同工况下的气液分离效率及压降特性等进行了研究。研究结果表明:①当表观气速为4.2~28.5 m/s、液相体积分数小于3%时,设计的气液分离装置的气液分离效率基本可维持在96%以上,压降最大为167 kPa;②随着气量的增大,气液分离装置的分离效率降低,压降增大;③湿气的液量对分离效率和压降的影响较小。上述研究结果可为工业生产中湿气的气液分离提供一种新的思路,具有重要的工程意义。      

超重力络合铁法脱除石油伴生气中H_2S的中试研究

以络合铁为脱硫液,在旋转填充床中,进行石油伴生气脱H_2S的实验。考察了石油伴生气流量、石油伴生气中H_2S的质量浓度、脱硫液流量、旋转填充床转速对H_2S脱除率(θ)和气相传质系数(K_Ga)的影响。实验结果表明,θ和K_Ga随脱硫液流量的增大而增加,随旋转填充床转速的增大先增加后降低,随石油伴生气中H_2S质量浓度的增大而降低。超重力络合铁法脱除H_2S较佳的工艺条件为:石油伴生气流量30～70 m~3/h,石油伴生气中H_2S质量浓度20～80g/m~3,脱硫液流量0.5～1.0 m~3/h,旋转填充床转速900～1 100 r/min。在此条件下,θ稳定在99.80%以上。     

喷射反应器中天然气水合物生成实验

基于实验室自行研制的一套喷射循环反应器进行水合物快速生成的实验。系统核心部件为由射流器和静态混合器组成的气泡发生器,通过控制气体循环速度的变化可控制气泡流流型。水合物生成实验始终保持喷射器处于自由抽吸状态,流态为高速向上的喷射型。采用静态混合器的情况下,喷射装置产生的微气泡可以极大地缩短水合物生成的诱导时间,但会降低水合物的生成速度,由于采用静态混合器增加系统背压,造成气体循环速度减小。经过对实验数据的进一步分析得出：喷射反应器中水合物的生成速度主要依赖于过冷度、气体循环流量、压力等因素;射流反应器生成水合物的方法与其他方法相比具有明显的优越性。