自升式平台圆柱式桩腿水动力载荷试验

为深入研究自升式平台圆柱式桩腿的水动力载荷问题,开展不同来流角、浪向角下的有齿条和无齿条的桩腿模型对比试验。研究齿条对拖曳力系数和惯性力系数的影响。通过分析试验数据可得:整体上拖曳力系数和惯性力系数都随入射角的增大而增大;当来流角和浪向角小于30°时,齿条对水动力系数的影响较小;当角度等于90°时,有齿条的圆柱体上的拖曳力系数是无齿条时的4.2倍,惯性力系数也显著增大。     

自升式平台圆柱式桩腿拖曳力系数数值模拟

为得到Morison方程计算桩腿所受拖曳力所需的合理拖曳力系数,利用Fluent对圆柱式桩腿周围的流场进行三维数值模拟,分析来流角、雷诺数和齿条尺寸对拖曳力系数的影响。通过对比数值模拟结果与拖曳水池的试验结果,验证了数值模拟结果的有效性。分析结果表明:来流角和齿条尺寸是影响拖曳力系数的主要因素。当来流角为90°时,桩腿拖曳力系数是光滑圆柱的4.031倍。根据数值模拟结果和试验结果,提出了有利于平台结构优化的拖曳力系数计算公式。     

桩柱拖曳力系数测定的复摆法

本文阐述了桩柱拖曳力系数测定的复摆法原理、实验装置及量测系统,并对三种不同直径的圆柱进行了拖曳力系数的测定,所得数据稳定可靠,从而验证了此法的可行性。这种方法测试装置简单,在桩柱拖曳力系数的研究中具有广泛的应用前景。     

规则波作用下冲蚀固床上海底子母管线数值研究

该文采用三步有限元法离散二维雷诺平均N-S方程,并通过Wilcox k?ω湍流模型来封闭控制方程,构建了二维数值波浪水槽模型。基于该数值水槽,研究了底床上冲蚀坑的存在对海底子母管线的水动力荷载的影响,并分析了冲刷坑相对深度的变化对子管、母管以及子母管系统的拖曳力系数、惯性力系数、升力系数的影响。研究结果表明,冲蚀坑的存在使得管线的水平力和升力幅值比平底地形时的情况有所减小,并且随着冲蚀坑相对深度的增大,母管的拖曳力系数呈现先增大后减小直至稳定的趋势,惯性力系数则不断减小直至稳定,而冲蚀坑相对深度的变化对子管水动力系数的影响很小。     

淹没垂直圆柱垂荡问题的解析研究

利用匹配特征函数展开法进行了有限水深淹没垂直圆柱垂荡辐射问题的解析解,研究了淹没深度、相对厚度及水深对圆柱水动力系数的影响,结果表明,在大多数频率下,淹没圆柱的附加质量总是大于同样大小的漂浮圆柱,且在高频段近似为漂浮圆柱附加质量的两倍。当淹没深度较大时,圆柱附加质量趋向于常数,辐射阻尼趋向于零。圆柱厚度对水动力系数的影响较为复杂,在不同的频率范围内呈现不同的特征。当水深较浅时,淹没圆柱附加质量随着水深的增加而减小,辐射阻尼受水深的影响则始终不显著。     

热泵及热集成萃取精馏分离异丙醇-水的流程设计与比较

以乙二醇为萃取剂分离异丙醇和水的混合物。为降低能耗、节约成本和减少CO₂排放量，采用热泵和热集成技术强化萃取精馏过程。利用Aspen Plus软件，对常规萃取精馏、热泵萃取精馏和热集成-热泵萃取精馏等工艺进行了模拟和优化。从能耗、年度总费用(TAC)和CO₂排放量等方面对上述工艺进行了评价和比较。结果表明，在相同的设计基础和要求下，压缩机性能系数为10.19的热泵技术能显著降低能耗；与常规萃取精馏相比，热泵萃取精馏方案二节能效率为28%，可减少CO₂排放3.746×10⁶ kg/a，投资回收期为3 a时，TAC可节约0.72×10⁵ USD；充分利用循环萃取剂显热的热集成-热泵萃取精馏更具优势，节能效率达到了35%，可减少CO₂排放8.457×10⁶ kg/a,TAC降低了1.70×10⁵ USD，具有显著的环境效益和经济效益。     

附属多圆柱绕流的数值模拟

利用FLUENT软件对圆柱周围等分布置6个小直径圆柱的流动问题进行了数值模拟。通过数值模拟,着重研究了附属圆柱直径及主从圆柱之间相对距离的变化对升力系数、拖曳力系数和涡脱落频率的影响作用。     

松辽盆地南部重点断陷天然气地质条件、资源潜力及勘探方向

3次资源评价后对松辽盆地南部天然气的认识发生了巨大的变化,原有的认识已远不能满足勘探需要,因此重新系统认识松辽盆地南部深层天然气潜力能有效指导松辽盆地南部天然气勘探方向。松辽盆地南部深层天然气主要包括碎屑岩气藏、火山岩气藏及致密砂岩气藏3种类型,按照气藏类型的不同,针对8个重点断陷共划分了20个评价单元,建立了英台断陷碎屑岩、火山岩及致密砂岩气3个类比刻度区,以类比法为主,成因法为辅,同时针对非常规资源增加了蒙特卡罗法对各个评价单元的资源潜力进行了评价。结果表明,松辽盆地南部深层重点断陷天然气总资源量为20 365×10⁸m³,其中碎屑岩气藏资源量为1 966×10⁸m³,火山岩气藏资源量为5 431×10⁸m³,致密砂岩气藏资源量为12 969×10⁸m³。通过研究认为松辽盆地南部深层天然气剩余资源主要分布于长岭、德惠等重点断陷,致密砂岩气藏是下步重点勘探领域。     

制氢装置制约负荷的瓶颈因素及解决措施

介绍了某炼油厂5×10⁴m³/h制氢装置制约负荷的瓶颈因素及解决措施。该装置在4×10⁴m³/h生产时,转化炉对流段压降高达4.50 kPa,其中两台空气预热器压降为3.84 kPa。2019年5月,装置检修时将空气预热器进行更换,开工后在4.6×10⁴m³/h生产时对流段总压降下降至3.47 kPa,空气预热器压降下降至2.39 kPa,且引风机入口挡板开度为80%,满足5×10⁴m³/h生产能力。     

耗散粒子动力学模拟研究矿化度对油水界面张力的影响

在二次及三次采油过程中,油水界面张力影响着原油采收率的大小,并且油水界面张力值大小受到地层水矿化度的广泛影响。为了考察地层水矿化度对油水界面张力值的影响,采用耗散粒子动力学分子模拟方法研究了5种不同矿化度标准盐水下油水混合体系的能量变化情况。采用旋转滴界面张力实验测定了对应体系油水界面张力值,并与分子模拟结果进行对比。结果表明,随着地层水矿化度的增加,油水混合体系的能量从2.87×10⁸ J/mol降至2.85×10⁸ J/mol,同时油水界面张力值从7.52 mN/m降至2.00 mN/m。     

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为了验证减阻型内涂层对天然气管道的减阻增输效果 ,对专用减阻型涂层管、普通环氧类涂层管及无涂层普通工业管的空气动力性能进行了实验室模拟试验研究 ,确定了其摩擦阻力系数及减阻涂层在长输气管道中使用时的减阻效果。试验证明 ,在雷诺数Re为 0 .7× 10 5～ 2 .2 8× 10 5的范围内 ,使用Colebrook公式是正确的。研究结果认为 ,低雷诺数下的光滑减阻规律与高雷诺数下的光滑减阻规律是相同的 ,而且高雷诺数下的减阻效果比低雷诺数时的更明显。据此认为Colebrook公式也可用于极高雷诺数的情况。对于实际输气管线 ( =10 16×16 .2mm ,Re=4 .32× 10 7) ,采用专用减阻涂层管与无涂层普通工业管相比 ,其摩阻系数值减少 2 6 .0 7% ;与普通环氧涂层管相比 ,其摩阻系数减少 3.9%。因此在长输大口径天然气管道中采用专用内减阻涂层管减阻效果好 ,节能潜力大 ,值得广泛推广使用。     

高雷诺数下近壁圆柱绕流数值模拟与分析

近壁圆柱绕流问题在海底悬跨管道的研究中具有重要的意义。在绕流阻力、升力以及海底土壤的耦合作用下,海底管道所发生的移位、悬跨等现象对于海底管道的安全运行构成了很大的威胁。正确预测各种绕流条件下管流之间的作用力是保证油气管道安全的首要任务。海底管道在极端海洋环境条件下的管、流相互作用为高雷诺数绕流问题,处于高雷诺数下的绕流模拟比处于低雷诺数下的绕流模拟要复杂很多,它需要更精细的网格以及合适的湍流模型。此文对处于悬跨状态下的海底管道进行数值研究,给出不同间隙比下海流绕流海底管道的流场结构形态,分析了间隙比对绕流阻力和绕流升力的影响,为进一步研究海底悬跨管道的受力和变形提供载荷边界数据。     

天然气水合物储运天然气技术

随着世界能源需求的不断增长以及天然气资源的大力开发和利用,必然要求不断完善天然气储运技术。天然气水合物储运天然气技术具有安全可靠、成本低等优势,备受瞩目。概括了目前天然气主要的储运方式,简单介绍了天然气水合物的特性,从天然气水合物的制备、储存、运输、分解等几个方面分析了天然气水合物储运技术,比较分析了天然气水合物技术与其他天然气非管输技术的经济性。     

亚临界雷诺数下的强迫振荡圆柱绕流数值模拟

应用计算流体力学软件FLUENT模拟了亚临界雷诺数Re=10000下强迫振动圆柱的涡街形成过程，应用k—ω，湍流模型进行计算，求出了其在锁定范围内不同振荡频率下的的升力系数和阻力系数。计算结果与实验值进行了比较，计算得到的升力系数和阻力系数相对误差在20％以内，最后分析了可能出现误差的原因。     

环氧涂层对成品油输送管道减阻作用的实验研究

采用添加低表面能填料的方法制备出不同表面性质的环氧涂层,在循环管道试验装置上评价环氧清漆、环氧色漆对3种不同黏度油品的减阻效果。结果表明,环氧清漆、环氧色漆对测试油品均有明显的减阻效果,其中添加低表面能填料的环氧色漆减阻效果较好。在雷诺数为3 475时,3% PTFE环氧色漆涂层对3号油品的最大减阻率达到23.1%。涂层对油品的减阻效果与油品黏度和涂层表面性能有关,油品的黏度越大,涂层的表面张力越小,涂层对油品的减阻效果越明显。     

考虑海底边界影响的管道水动力特性研究

利用雷诺平均方程,采用SSk-ω湍流模式,建立了一个研究海底管道水动力特性的数值模型。利用该模型在Re为对不同间隙比下定常流通过海底悬跨管道进行了数值模拟,得到了管道的升阻力系数并分析了升阻力与间隙比的关系。通过与试验数据和数值结果进行对比和对升阻力系数曲线作FFT变换,分析了该模型的可靠性,推测出临界间隙比,进而分析了尾涡形式及其产生与抑制机理。     

管道顺序输送高差混油研究

成品油管道线路起伏时相邻油品的密度差和粘度差是影响混油形成的重要因素.分析了两者对混油过程的影响,推导出了与混油区的物质分布相关的轴向有效分散系数,提出了管道顺序输送高差混油模型.湍流时,粘度对流速断面形成的影响在油流核心不明显,主要是密度差别导致流速断面变化而影响有效分散系数,因此,可忽略混油区粘度的变化.在此基础上简化模型,推导出了高差混油浓度分布的基本方程.通过算例对雷诺数、管长和倾角等影响混油的因素进行了分析.结果表明,倾角对混油的影响程度随着输送距离的增长和雷诺数的提高逐渐减小,特别是在高于临界雷诺数的高度湍流和长距离输送时,倾角对混油的影响程度相当小.     

双物料预聚法合成减阻剂及性能评价

采用可控予聚的方式合成了HG-2成品油减阻剂,聚合物的黏均相对分子质量大于3.0?106。 对柴油中加入50 mg/L HG-2减阻剂进行指标评价及台架试验和行车试验。结果表明：加入50 mg/L的减阻剂,对柴油性质影响不大,能符合GB252-2011普通柴油的要求;作为燃料,对车辆整体性能无明显的影响。在洛郑驻成品油管道进行了现场试验,加剂10 mg/L,柴油增输率可增加30.1%,加剂量8 mg/L,雷诺数为52 411,70 940,78 087时,对应的增输率分别为26.8%,30.2%,38.6%,增输效果较好。     

平面有结节和无结节网目试验及水阻力系数的选择

通过物理模型试验,分析比较了无结节和有结节网衣的水阻力系数在不同状态下随雷诺数、倾角、布置状态的变化特性。利用网衣沉子的组合试验比较了现有水阻力系数各公式的差异性,并通过对现有公式的修正获得了与试验结果相吻合的水阻力系数经验公式,为深水网箱等渔具在水动力计算时的阻力系数选择提供了依据。     

Numerical Simulation of V-cone Flow Meter in Product Oil Pipeline of Batch Transportation

Abstract

For product oil pipeline of batch transportation, this article describes the application of a V-cone flow meter in flow rate calculation of mixing oil in a pipeline, analyzes the velocity distribution in the internal flow field of a pipeline, obtains the qualitative relationship between the discharge coefficient of a V-cone flow meter and Reynolds number of mixing oil, and obtains the variation law of skin friction coefficient on the surface of the pipeline. The results show that a V-cone flow meter can overcome the shortcomings of a traditional flow meter. A V-cone flow meter can be used to measure the flow rate of a mixing oil section.