基于CFD的储油罐清洗氮气惰化研究

为保证油罐的清洗作业安全进行,在油罐清洗前,须采用惰性气体对油罐油气进行惰化处理。通过对油罐惰化原理的分析,对某个100m~3的拱顶油罐建立了油罐惰化过程的CFD模型。将CFD计算结果与文献中的理论计算结果进行了对比,结果表明CFD计算结果与理论模型计算结果比较吻合。不同工况的CFD计算表明增加富氮气体的流量和纯度可大幅度的减少惰化时间。     

大型浮顶油罐温度场数值模拟

大型浮顶油罐温度场的准确预测对于原油的战略和商业储备均有着重要的意义。油罐中温度场受大气温度、罐壁保温层厚度与热导率、太阳辐射强度、罐底土壤物性、油品物性等因素的影响。本文考虑以上众多因素的影响,建立了二维大型浮顶油罐温度场预测模型,开发了将浮舱区、油品区、土壤区及罐壁和保温层耦合求解的SIMPLE算法程序。研究了太阳辐射、保温层厚度等因素对油品温度的影响,并将计算结果与现场测试数据进行了对比,发现本模型的预测结果与实验结果吻合良好。     

底水油藏注氮气泡沫驱数值模拟研究

底水油藏在国内外油藏中普遍存在。应用人工夹层、采水消锥等技术都有一定的局限性[1],而泡沫具有遇油消泡,遇水稳定的性能,具有很高的研究推广价值,因此本文针对底水碎屑岩油藏,在中高含水期,以国内某区块为例,进行了氮气泡沫驱的数值模拟研究,利用正交设计方法设计了25套采油方案,通过经济评价优选出其中净现值最大的方案,在此方案的基础上进一步进行了注入周期的优选,得出最佳方案为:对T908H南支,T908H北支,T906H同时注氮气泡沫,以7.2×104 m3/d的注气速度和180 m3/d的注液速度注入100万方氮气,注入泡沫浓度1%,每2年一个周期进行生产。     

基于CFD技术的油罐群风场数值模拟研究

采用Standard κ-ε、RNG κ-ε和Realize κ-ε湍流模型的数值研究方法,分别对油罐单体和油罐群周围的风场进行了数值模拟,计算区域的划分采用具有良好适应性的四面体网格并用有限容积法对控制微分方程进行离散,利用CFD软件实现了整个流场的数值求解。计算结果显示,采用Realize κ-ε湍流模型的数值计算值与实际情况接近,两侧形成的涡流呈对称分布,整个计算区域的风场分布比较符合实际。     

不同射流速度的油罐旋转喷射搅拌器数值模拟

油罐旋转喷射搅拌器应用于原油罐清罐和油品调和,为了研究旋转喷射搅拌器射流速度对搅拌效果的影响,使用ANSYS15.0实现喷射搅拌全流场数值模拟,并以密度的标准差作为评价搅拌效果好坏的量化参考。在模拟计算的设置中采用了滑移网格、混合模型和湍流的标准k-?模型。数值分析得出喷嘴射流速度越大则油罐喷射搅拌器的效果越好,但在速度较大、时间较长时,喷嘴射流速度对油罐喷射搅拌器的效果并没有显著的影响。因此在实际运行中,应设置合适的射流速度。     

含氮气的甲烷蒸汽冷凝过程的数值模拟

为求解竖直壁面上含氮气的甲烷蒸汽冷凝流动传热传质规律,基于扩散理论建立了数值计算模型。利用Volume of Fluid (VOF)方法追踪气液界面,根据气液界面质量守恒方程自定义用户函数求解相变过程中的质量与能量源相,对氮气w(N_2)=0%、0.869%、1.733%、3.441%、8.417%、11.616%、16.249%以及壁面过冷度为5 K、10 K、15 K和20 K的工况进行了模拟计算。结果表明,氮气的存在使得甲烷蒸汽的冷凝传热系数显著下降(过冷度为10 K时,3.441%的氮气导致传热系数下降约70%);在计算工况下,液膜厚度相比于混合气体层的厚度小两个数量级,蒸汽穿过混合气体层的扩散热阻是整个传热过程的主要热阻。     

油气惰化抑爆研究进展

油气是常见的易燃易爆气体,在遇到明火后十分容易収生油气火灾、爆炸等安全事故。近年来频繁出现在受限空间内油气爆炸事故,对群众生命财产造成了严重损失。目前,填充惰性气体是抑制油气爆炸的有效手段,得到了领域内专家的认可。本文通过对近年来可燃气体爆炸抑制研究的主要成果迚行整理归纳,结合油气爆炸特点,对惰气抑制油气爆炸的研究迚展迚行了综述。     

某区块油藏数值模拟研究

油藏数值模拟是应用数学模型,结合油藏地质学,油藏工程学重现油田开发的实际过程,用来解决油田实际问题。进行油藏数值模拟研究的目的主要是用数学模型原理再现油藏地下真实动态。西扩目前处于开发的中后期,在开发过程中暴露出含水上升、水淹严重、地层能量不足等方面的问题。本次数值模拟的目的是再现该油藏投产初期到目前的开发历史,对生产动态过程进行拟合,研究油藏油水运动规律并建立预测模型,呈现地下剩余油饱和度场、压力场分布状况。并进行综合调整方案编制和指标预测、对比,寻求改善该油藏开发效果的有效途径。     

玻璃钢化季节性调压数值模拟

建立了风栅中玻璃的冷却模型,数值模拟玻璃冷却的温度和应力变化规律,反演了不同季节风温时的合理匹配风压。结果表明,在玻璃淬冷过程,约3 s时玻璃表面拉应力达到最大,若该应力大于玻璃此时的抗拉强度,玻璃将破裂。此后玻璃从外到内降温速率逐渐减小,在约15~17 s时玻璃表层受内部影响减弱,表面应力趋于稳定。与钢化玻璃表面应力测试结果相比,数值模拟结果略小,但相对误差不超过5%。随冷却风温降低,玻璃钢化所需的风压逐渐减小。在玻璃钢化程度接近的情况下,风压随风温降低近似线性减小,钢化风压调节量与环境温度变化量的相关系数为0.103 kPa/K。     

平板玻璃钢化有限元数值模拟

用非线性有限元分析方法,建立了玻璃的热粘弹性应力松弛数学模型、Narayanaswamy结构松弛数学模型以及热边界模型,对平板玻璃钢化过程进行三维仿真模拟,得到玻璃中心和边界区域的温度与应力的变化历史及分布.为优化设计平板玻璃钢化参数提供了依据,能缩短产品开发周期、降低成本并保证产品质量.     

重力式除油罐除油效果影响因素数值模拟研究

不同物性参数的待处理水质会对除油罐的除油效果造成不同程度的影响。针对此问题,采用CFD的专业分析软件Fluent模拟了除油罐内部不同的油水性质流体的流场分布。把除油罐的集水口处油相浓度与进水口处油相浓度的比值作为除油率,来衡量除油罐除油效果的优劣。通过比较不同油滴粒径、水相粘度、油相粘度、沉降时间下油水混合物的水相浓度曲线和除油率来衡量除油罐对油水混合物的分离效果,得出在一定范围内,油水混合物的油滴粒径越大、水相粘度越低、沉降时间越长,除油罐的除油率越高。     

某边水气藏开发数值模拟研究

为了提高气藏采收率,应用油气藏数值模拟技术,以动态资料及动态分析为依据,紧密结合气藏精细描述和气藏工程结果,研究了针对该气藏合理的开发措施。在历史拟合验证地质模型的基础上,制定并对比了相应的调整方案。研究结果表明,确定合理开采规模及排液速度、保持合理地层压力是避免边水入侵,提高采收率的有效措施。     

云南某尾矿库溃坝数值模拟研究

以云南某尾矿坝为工程背景,利用数值模拟软件Fluent建立三维尾矿坝模型,分别选取500、800m处的10、30、60、90、120、140s六个时间段来分析冲击压力、掩埋深度及尾砂运移速度,得到冲击压力、掩埋深度、尾砂运移速度规律,模拟结果显示溃坝尾砂的运移会对下游铁路高架和村落造成巨大的冲击,研究结果可为尾矿坝稳定性分析提供理论依据。     

放化厂退役去污

阐述了放化厂的退役去污,介绍了去污的目的、主要污染核素及其来源和污染的机理,并论述了系统去污和拆卸去污工艺的选择等。     

电场作用下氮气泡行为的数值模拟和实验研究

为了探讨电水动力学强化沸腾传热机理,以水为实验工质,通过数值计算和实验观察相结合的方法,系统研究了冷态氮气泡在电场作用下的行为特性;并计算了直流电压10 kV工况下,气泡周围电场强度分布、气泡脱离周期和气泡脱离时刻瞬时速度场。结果表明:场强越大,气泡伸长变形越明显,脱离周期越短;电场强度沿着气泡轮廓方向逐步对称减小;气泡脱离时刻的速度随着电场强度的增大而增大且速度极大值处在气泡的底部。     

微通道内超临界氮气三维热流场实验与数值模拟

利用实验与数值模拟相结合的方法研究了超临界氮气（SCN₂）三维热流场特性,在用实验数据验证数值方法可靠性基础上,分析了压力（3.6~7 MPa）和质量流速［800~1200 kg/（m²?s）］对SCN₂对流传热特性的影响,揭示了微通道圆管不同圆周方向上SCN₂热流场规律。结果表明：在低压力和高质量流速下,同一轴向位置处,径向内壁温最大值出现在圆管90°处;质量流速越大,内壁温最大值和对流传热系数最小值由圆管180°向90°处发生了转移;当浮升力系数Gr*/Re²>1时,浮升力有利于强化圆管底部区域流体传热能力;基于获得的数据,提出了一个新的适合预测微通道圆管内SCN₂对流传热特性的无量纲换热关联式,预测误差小于20%。研究结果为微通道换热器优化设计提供了参考。     

氮气在带固定顶油罐区灭火中的应用

通过介绍了带固定顶油罐(本文指拱顶罐和内浮顶罐)现有灭火方式的工作原理及存在的缺陷,提出了氮气在油罐内部火灾预防及初起火灾灭火中的优势,并对现有氮气灭火设施提出了改进意见使其更加自动、快捷,功能更加完善。     

基于FDS某铅锌矿矿井火灾数值模拟

针对非煤矿山火灾,以典型铅锌矿为例,利用FDS对井下火灾进行分析,确定影响人员逃生的主要因素。分析表明,有毒气体浓度和矿内巷道的能见度是影响人员逃生的主要因素;在模拟过程中发生了烟流逆退和风流逆转现象并提出一些针对性的措施。