相控下储层物性参数模型的建立及储量计算研究

油气储层建模工作是综合各种软、硬数据的过程,它能够集合各方面信息,对建模过程中的各个操作环节进行相互约束与调整,并可以使所建模型符合地下储层的实际状况,以较系统的思路对油藏进行解释。利用相控建模的主要目的就是希望能够更真实地反映出储层的非均质性。     

固定床传热中的参数估值传热参数中的床高效应

本文试验测定了固定床的传热数据,计算和分析表明,床高效应反映了加热段进口热边界层对传热参数的影响,不能通过在传热 模型中引入轴向导热项或采用抛物线型进口边界条件获得补偿;轴向导热项对拟合传热参数以及模拟床层内的温度场均无意义,因此拟均相模型应该采用ＰＦ模型的形式。要想到可靠的传热参数,必须通过不同床高下的传热 数据来获得传热参数的渐近值。     

O2/CO2气氛下烟气物性参数对燃煤锅炉对流传热影响的模拟研究

新疆准东煤作为一种可开发利用前景广阔的高碱金属煤种,易沾污结渣特性极大限制了其高效利用。前人大量研究了准东煤在常规气氛下的燃烧特性,但鲜见其在富氧气氛下的燃烧和传热特性研究。为了研究富氧气氛下燃用准东煤对碱金属释放及换热器传热性能的影响,运用化工流程分析软件Aspen Plus建立空气和富氧气氛下准东煤燃烧工艺流程模型并进行反应模拟。通过控制氧燃比恒定并调节O_2/CO_2配比进行变工况分析,使准东煤燃烧绝热火焰温度与空气气氛下较为接近,对应工况下锅炉内具有相似的温度分布。借助吉布斯反应器模拟得出反应物系在满足相平衡和化学平衡的条件下所得产物组分及状态参数、Na元素的赋存与转化规律,为预测Na元素释放形式提供参考。由于富氧燃烧烟气富含高浓度CO_2且水蒸气含量增加,富氧燃烧方式下燃煤烟气的传热特性将发生显著差异。运用带有Boston-Mathiasα函数的Peng-Robinson立方状态方程(PR-BM物性方法)对准东煤在空气和富氧气氛下燃烧产生的烟气进行物性估算,对比分析不同气氛下烟气密度、比热容、导热系数、黏度随温度的变化规律,为分析空气及富氧气氛下准东煤燃烧烟气的对流传热特性差异提供更为准确的参数。采用外掠管束强制对流传热修正计算方法分析了不同燃烧气氛下锅炉烟道内各对流受热面的传热性能。并采用CFD软件对一束高温再热器管屏进行"烟气-管壁-蒸汽"流固耦合传热数值模拟,对比空气及富氧气氛下燃煤烟气物性参数对换热器传热系数的影响。结果表明:40%O_2/60%CO_2气氛下,Na元素释放规律与21%O_2/79%N_2基本一致。随着烟温的降低,Na存在形式逐渐由NaCl和NaOH向Na2SO_4转变。但烟气再循环的富集作用会加剧准东煤灰沾污结渣。由于富氧燃煤烟气中三原子气体浓度增加,物性参数发生变化使得对流传热性能增强,各对流受热面传热系数为常规工况的1. 24～1. 27倍。在换热器结构和烟气及蒸汽入口流速、温度相同时,富氧工况下再热器各管圈对流传热系数较常规工况增加约21. 43 W/(m~2·K),出口蒸汽平均温度提高约11. 32 K。     

固定床反应器传热参数的求取

采用模拟平板弯曲变形的曲面样条函数表达温度分布函数,由此建立一种在固定床反应器内由实验数据推算传热参数的算法,并求出一个温度分布函数。线性方程组的求解采用全主元高斯消去法,目标函数的求解采用单纯形法。本方法计算结果可靠,与文献值符合良好。此法还具有算法稳定,对初值要求不高等优点。     

基于FLUENT对水平连铸结晶器凝固过程数值模拟

对圆柱形钢坯的水平连铸问题,采用轴对称二维传热模型,基于FLUENT软件,通过简化边界条件的方法,对初期坯壳生长规律作了计算分析,与射钉结果相比较得到很好验证.通过分析过热度和拉速对出结晶器坯壳厚度,液芯长度的影响,发现40Cr拉速提高0.1 m/min,出结晶器坯壳减薄0.91 mm,过热度每增加10℃,出结晶器坯壳减薄1.4 mm等凝固特点,降低过热度有助于提高拉速.由凝固曲线看出,在刚开始的0～2 m内,曲线斜率大,说明冷却强度大,圆坯在凝固后期有个加速凝固阶段.     

徐集油田沙河街组三段储层物性参数模型研究

徐集油田沙三段储层物性参数模型研究是在系统取芯井岩芯分析的基础上，在油藏、岩石物理、测井等理论的指导下，选取标准层，运用趋势面分析方法，得出回归分析公式，对徐集油田的测并曲线进行校正，并依据选层标准，建立该区储层参数解释模型，进而建立了该区的储层物性参数模型，得出该区沙三段的储层为中、低孔，低渗、特低渗储层，并且平面、层间、层内非均质严重。徐集油田储层物性参数模型，为油田的综合治理提供了依据，并在实际应用中取得了可观的经济效益.     

轮胎胶料热物性参数对温度场的影响研究

研究轮胎胶料热物性参数对温度场的影响。结果表明:橡胶材料的热物性参数对轮胎温度场影响显著,胎圈处的软三角胶、纤维包布和型胶及耐磨胶的热扩散系数和导热系数对最高温度和温度偏差均有较大影响;胎肩部位胎面胶的导热系数对最高温度影响最大,胎肩垫胶的热扩散系数对温度偏差的影响最大。依据分析结果对胎圈和胎肩部位胶料的热物性参数进行优化设计,为胶料配方改善提供了参考。     

焦炉荒煤气物性参数的研究

为了解决焦炉荒煤气显热回收传热计算中物性参数缺乏的问题,在简单介绍了焦炉煤气的实际组成和热工计算用焦炉煤气组成的前提下,研究了常压下焦炉煤气黏度、导热系数和比热容3个物性参数。采用热工计算用煤气组分,分别选用合适的数学模型对焦炉煤气的物性参数进行分析与计算,推导出焦炉煤气物性参数的计算公式。结果表明:焦炉煤气黏度、导热系数、比热容这三者的计算值与文献值最大偏差分别为-4.02%,-4.88%,-4.89%,表明数学模型可以用在工程计算中。     

高粘变物性流体管内传热的计算机仿真

对高粘变物性流体管内传热进行了计算机仿真。结果表明 :压力降受物性影响较大 ;采用较小管径是减小径向温差的有效措施     

薄板坯连铸结晶器内钢液流动与传热及凝固耦合的数值模拟

针对断面为135 mm×1200 mm的薄板坯连铸结晶器,建立了4孔浸入式水口下薄板坯连铸结晶器内钢液流动、传热和凝固耦合的三维数学模型,引入F数评价薄板坯连铸结晶器内液面波动情况,分析结晶器内钢液流动、温度分布及凝固坯壳厚度的变化情况. 结果表明,用F数评价薄板坯连铸结晶器内液面波动可行,拉速由1.44 m/min增加到1.80 m/min时,钢液液面波动的F数由1.05增加到2.55,凝固壳厚度(dshell)与凝固时间(t)满足关系式dshell=18.92t1/2?1.05,模拟结果与文献实验结果基本一致.     

基于多数据源的连铸软测量模型校正方法研究

针对铸坯凝固传热软测量模型的准确性问题,提出了基于多数据源的模型校正方法。首先在铸坯不同位置测量其表面温度,然后根据测量数据和凝固传热数学模型的计算数据将参数辨识问题转化为参数优化问题,采用自适应粒子群优化算法进行模型参数辨识。最后利用凝固坯壳厚度的测量数据验证传热模型的准确性,结果表明:校正后的凝固传热模型可以满足工程应用要求,可用于实际连铸机的计算分析。     

探讨螺旋板换热器的传热计算

本文讨论了在传热计算中螺旋板换热器与单壳程、单管程列管式换热器的差异。螺旋板换热器的传热计算在以往采用了与列管式换热器相同的方法，从对数平均温度差△tm的计算式可知，其中作了某种假设，一是传热只在某些流道间进行，一是热流体两侧的冷流体的温度相等，这与实际不符。考虑到螺旋板换热器本身的特点，由于热流体所在流道的内外两侧实际上存在传热，而且两侧流体的温度并不相同，在传热计算中应予考虑。本文从微积分着手，导出了一种新的计算方法。     

螺旋板式换热器传热计算探讨

讨论了螺旋板式换热器在传热计算中同单壳程单管程（１－１型）换热器在概念上的不同点。     

板坯连铸电磁制动下结晶器内金属流场的研究

以水银为实验工质,通过物理模拟实验研究电磁制动下,板坯结晶器内钢水流动规律. 实验通过超声多普勒测速仪获取不同电磁制动方式[单条型电磁制动(EMBr-Ruler)和流动控制结晶器(FC Mold)]、水口浸入深度和结晶器宽度下的液流特征. 结果表明,在EMBr-Ruler或FC Mold II电磁制动下,结晶器窄壁处形成"液流通道",不利于结晶器内快速形成向下的活塞流. 水口出口距下区磁场越近或被磁场所覆盖,则通道效应减弱; 结晶器宽度增大,亦可降低该通道内液流的冲击效果. FC Mold II下,液面流速和湍流度比EMBr-Ruler时低[液面水平流速最大值分别为0.155 (Case 1)和0.134 m/s (Case 2)],且加大水口浸入深度,可降低液流撞击结晶器窄壁的水平流速[其最大值0.071 (Case 2)和0.068 m/s (Case 3)]. 结晶器宽度的变化不改变水口浸入深度对结晶器流场的影响规律.     

连铸中间包多孔挡墙设置优化的数学物理模拟

采用水力学数学模拟的方法,研究了不同方案多孔挡墙对昆钢小方坯连铸中间包流动特性的影响.水力学模拟依据相似原理,用刺激-响应实验方法,测定不同工况下停留时间分布(RTD)曲线,得到不同方案多孔挡墙对中间包流体流动的影响,从而确定新挡墙的设计方案.用数学模拟的方法验证水力学模拟的合理性.研究结果表明,使用合适的多孔挡墙,可以延长水口响应时间及平均停留时间,活塞流体积分数提高27.5%,死区体积分数降低29.9%,中间包内流体流动特性得到明显改善.     

加热过程的滚塑模具内表面传热系数的计算

给出了2种计算加热过程的圆筒形滚塑模具内表面传热系数的方法。第一种方法是利用模具表面和内部温度的实测值通过模具内部空间的热平衡方程计算出其内表面传热系数。第二种方法是借用回转窑内物料与壁面间传热系数的理论公式来计算滚塑模具内表面的传热系数。在模具内部无粉料和装有0.21 kg粉料的情形下,分别用这2种方法计算了模具内表面瞬时的传热系数和平均的传热系数,并应用流体力学的边界层理论解释了内表面传热系数随时间的变化规律。然后将第一种方法计算所得的平均传热系数整理成努塞尔数与普朗特数的无量纲准则式N_u= 45.73 P_r ^-0.55,其适用条件为绕中心轴转动的轴向长度大于内径的圆筒形滚塑模具。结果表明,随着模具内装有粉料的体积百分比的增大,其内表面的平均传热系数减小,同时上述2种方法计算的平均传热系数也吻合得越来越好;如果粉料的体积百分比不低于62.4 %,那么第二种方法计算结果的相对误差不超过20 %。     

波纹管管外冷凝传热系数计算模型

推导了波纹管表面张力液膜滞流冷凝传热系数计算式,引入重力修正系数校正重力的影响,并通过实验确定了重力修正系数,得到波纹管冷凝传热系数计模型。计算值与实验结果较为一致,误差小于6%。计算模型物理意义较为明确,可以清楚地分析波纹管强化传热的主要因素。研究表明,传热系数的提高是由表面张力和波纹表面结构使波纹表面冷凝负荷降低这两方面决定。     

大方钢坯连铸二冷区传热与凝固过程数值模拟

采用改进的波动冷却法(FCA-I)对大方坯连铸二冷区传热与凝固过程进行数值模拟,并与单调冷却法、波动冷却法(FCA)的计算结果进行比较. 结果表明,3种方法计算所得铸坯矫直前温度及液芯长度均与实测值相近,但FCA-I法计算结果更准确,可实时预测拉速变化时铸坯表面温度分布与液芯长度变化. FCA-I法既保留FCA法能准确反映铸坯足辊间温度、凝固壳厚度变化的优点,同时也克服了其难以适应变拉速的缺点. FCA-I法模拟所得结晶器内和二冷区凝固壳厚度dshell与凝固时间t的关系分别满足dshell=19.62t1/2-2.52和dshell=29t1/2,模拟值与文献结果基本一致.     

PIV用于板坯连铸结晶器流场的实验研究

将粒子图像测速技术应用于板坯连铸结晶器内流场研究.结合1550mm×160 mm板坯结晶器内腔尺寸,采用1:0.5水模型进行实验,研究了拉速、浸入深度、水口倾角等参数对结晶器流场的影响.结果表明,结晶器液面波动、流股对结晶器窄面的冲击及同流区涡心位置与以上3种参数直接相关.随着拉速增加,结晶器内的流速随之增大,液面波动明显,上下部回流区延伸范围增加,涡心位置下移:采用较大的水口浸入深度和水口倾角,射流在结晶器窄面的冲击位置下移,可以有效稳定液面,避免卷渣.