重力式油气水三相分离器工艺设计研究

本文针对如何提高卧式三相分离器的分离效率这一问题,对油气水三相分离器的设计进行了研究,结合油水分离的难点,给出了设计和计算油水分离设备时的要点。分析表明,在设计三相分离器时,针对不同的油水混合物,需要综合考虑液滴沉降、液滴的大小和停留时间对多相流动的影响。此外,还需要通过增加内件来提升油水混合物的分离效率。同时,分析了油水分离器内部构件对油水分离工艺的影响以及聚结板的工作原理,并给出了聚结板的设计及工程应用的选择依据。     

变工况下油水分离器分离效果的数值模拟与结构优化设计

为提高油水分离器对变工况的适应性,以波纹板式分离器为例,运用计算流体力学的方法对油水分离器内部流体的浓度场进行数值模拟计算,验证了分离器内部的聚结元件对分离效果的影响规律。结果表明,在特定的分离器内部,对特定的流体,其聚结部件(波纹板)的长度和间距有最佳设计值。当来液性质变化时,最佳设计长度基本不受影响,而最佳设计间距却呈规律变化。根据计算结果,对内部构件进行优化改进,提出了一种变工况下可调节聚结元件的设计理念,使新设计的分离器可以适应不同时期来液性质的变化,在不停运情况下可以适当调节,始终保持最佳分离效果。     

利用Origin软件求解油水相对渗透率

对于水驱开发油藏来说,油水相对渗透率是一项重要的基础数据,通常通过非稳态法驱替岩心实验来测定、计算。针对在采用非稳态法计算相对油水渗透率时,需要涉及大量的数据处理和繁多的求解模型以及函数拟合非单调性等问题,利用Origin软件处理油水相对渗透率实验数据,并通过求导计算、函数拟合等方法绘制出相渗曲线。给出了实际的计算过程,并进行了计算实例验证。结果表明:采用Origin软件计算并绘制的油水相对渗透率曲线与采用VBA编程等方法的计算结果较为一致,具有很好的线性相关性和实用性;该方法适应性强,对油水相对渗透率求导代入计算、拟合函数以及其他JBN扩展公式的矩阵算法都能实现;可有效降低人为试凑拟合函数的不准确性,减少人工计算处理误差,计算效率和计算精度高;该方法简便易学,无需编程,便于推广。     

汽轮发电机基础的沉降计算

汽轮发电机是电厂的心脏,又是高速运转的精密仪器。为了保证汽轮发电机的正常及持久运行,作为其支撑结构的汽轮发电机基础,其设计要求尤其是沉降差的限制很高。地基基础设计规范提供的沉降计算方法适用于独立基础,其计算出来的沉降是一个点的沉降,不适用于汽轮发电机基础。研究内容共有三个部分:第一,通过适当的假定,将规范中独立基础的沉降计算方法向其他任意的基础形式进行推广;第二,以具体工程实例为基础,展示由前面的计算假定建立的设计方法,进行汽轮发电机基础的沉降计算;第三,试图从理论上统一基础的沉降计算、基础内力分析方法,简化设计流程,并对需要进行调心计算的动力机器基础和其他对基础倾斜敏感的建构筑物,建立更具一般性的、由沉降所控制规范准则,该方法尤其适用于土层分布复杂的情况。     

重力回位型风力机限速机理的分析

该文揭示了重力回位型风力机侧偏过程中的风轮侧偏、尾翼气动力及重力回位的产生机理,推导出其力矩的精确计算公式,并给出一种风力机调速机构的设计方法;在力矩动态平衡的条件下,对300 W风电机组的限速控制机构进行设计计算,结果表明该设计符合重力回位调速的要求,对今后重力回位调速型风力机的设计和优化具有较重要的实用价值。     

注水井循环洗井技术研究

注水井洗井可以清除井筒内的聚集物，减少炮眼附近油层污染。常规罐车拉运洗井方式难以满足大庆油田外围采油厂距离废液处理站远及无洗井流程的注水井洗井需要。进行注水井循环洗井技术研究，根据Hazen“浅池理论”和斯托克斯理论，设计出元动力油水分离系统。该系统工艺结构合理，布局紧凑，通过多级机械塔板的缓冲沉降．实现油水及杂质的无动力分离，适用于注水井洗井工作需要。无动力油水分离系统与加药技术和精细过滤技术合为一体．在洗井水流经无动力油水分离器时，启动加药系统，向污水中加入优选的杀菌药剂，实现油水的分离、杀菌及絮凝。处理后的洗井液通过精细过滤器的二次过滤，达到标准后回注到井内，实现注水井的循环洗井。注水井循环洗井技术克服了常规洗井方式存在的污染环境、耗资大的问题，符合绿色油田的发展需要，具有广阔的应用前景。     

考虑成桩扰动的复合土体模量计算方法

应用受力平衡分析对CFG桩桩间土模量进行了详细推导，同时考虑成桩过程的扰动，提出利用圆孔扩张理论计算扰动区半径，改进和完善了复合土体和桩间土模量的计算方法。有助于提高沉降计算精度。计算表明，该方法在工程上应用较为安全。     

降低原油沉降脱水热能消耗的研究

提高沉降脱水温度,可以加快原油沉降脱水速度,缩短流程;增加设备和延长处理流程,利用长时间的沉降,也可以达到原油脱水的目的。提高脱水温度,加热能耗增加;长时间沉降中热量散失,需要加热来保持温度,也消耗能量,在设计和运行中还没有优化脱水温度和沉降时间以获得最佳运行状态的方法。本文通过对常规原油沉降脱水数据的分析,得到了脱水效果相同的沉降时间与沉降温度间的等效关系。利用等效关系,提出了原油沉降脱水热能消耗的计算方法,并且对加热量、散热量和总的热量消耗进行了计算,结果表明延长脱水的时间,降低脱水温度,有利于降低脱水热能消耗。     

矩方法在输电塔可靠度分析中的应用

为研究矩方法在输电塔构件可靠度分析中的应用,以风荷载、覆冰荷载、重力荷载以及材料强度为基本随机变量,引入矩方法对一个典型的500 k V角钢直线塔和转角塔进行了构件可靠度分析。结果表明:矩方法简单、高效,将其运用于输电线路构件可靠度分析切实可行,具有重要的理论意义和工程实用价值;各典型塔主材构件在各组合工况作用下可靠指标基本大于目标可靠指标3.7,转角塔构件可靠指标大于直线塔构件可靠指标。     

沉降模型的数值解法及仿真

沉降模型对于沉降过程的状态分布的描述有着重大意义,通过对沉降模型的求解可以进一步了解沉降过程,改进沉降工艺和浓缩设备的设计.沉降模型的解法有许多种,介绍用显性差分法求解沉降模型,并通过实验证明沉降模型可对工业絮凝沉降过程进行有效模拟.     

燃气轮机高温叶片内部冷却技术概述

综述了燃气轮机典型的内部冷却结构和设计手段.通过文献分析,提出内部冷却典型强化换热手段包括带肋通道冷却、扰流柱冷却和冲击冷却,重要设计手段包括一维管网和三维数值优化.管网计算基于实验总结的经验公式,计算效率高,关键在于动量方程的求解算法;三维数值优化可以降低设计对人工经验的依赖,关键在于合理选择优化目标和优化算法.分析表明,旋流等新的强化传热形式、微型冷却等新的叶片冷却模式、旋转和真实通道几何对内部冷却详细传热和流场的影响都将得到进一步研究,叶片设计技术将由人工经验性的设计逐渐向计算机自动化方向发展.     

旋风分离器支承梁的强度和挠度计算

按交叉梁系推导了旋风分离器支承梁的强度和挠度的计算公式。此方法可用于实际工程的设计计算。     

启动分离器大管接头设计及制造中的问题与措施探讨

600 MW超临界锅炉部组件--启动分离器的设计过程中,分离器大管接头的设计与制造是关键之一.对以前超临界项目启动分离器的设计与制造中所遇到问题的分析与解决,更加说明分离器大管接头设计对车间制造、工地现场安装及锅炉运行的影响.在超临界锅炉启动分离器的设计中吸取前面的经验与教训,在设计方面已形成比较系统、精确的计算方法,而且在车间的制造中难度也能有所降低.     

无内旋流旋风分离器排气管入口加十字架的阻力特性优化实验研究

内旋流阻力损失占旋风分离器总阻力损失的50%以上,无内旋流旋风分离器由于消除了内旋流,因而降低了阻力损失。在这种旋风分离器排气管入口加十字架,可以减小净化气流的旋转速度,从而使阻力损失降低1/3。本文从实验角度进行了该种旋风分离器排气管入门加十字架的阻力特性优化研究。     

Influence of ceramic separator on the LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 high power Li-ion battery performance

本文以普通聚烯烃隔膜作为对比，研究了不同工艺的聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜对于LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂动力锂离子电池性能的影响。表征了三种隔膜的本征性能，包括微孔形貌、透气度和离子电导率。干法基膜陶瓷隔膜、湿法基膜陶瓷隔膜和普通聚烯烃隔膜的透气度值分别为165 sec/100 mL、200 sec/100 mL和520 sec/100 mL；离子电导率分别为0.952 mS/cm²、0.703 mS/cm²和0.622mS/cm²。分别采用三种隔膜制作了容量为2 A·h的软包装电池，评估了电池的倍率性能、循环寿命以及荷电保持能力。结果发现，与普通聚烯烃隔膜相比，陶瓷隔膜可以提高电池的功率性能，并且干法聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜，其倍率增效作用较湿法基膜的陶瓷隔膜明显，尤其当放电倍率达到电池的设计极限时，干法聚烯烃基膜制作的陶瓷隔膜对于电池倍率性能的增效作用更加显著。     

Numerical simulation of liquid water and gas flow in a channel and a simplified gas diffusion layer model of polymer electrolyte membrane fuel cells using the lattice Boltzmann method

Numerical simulations using the lattice Boltzmann method (LBM) are developed to elucidate the dynamic behavior of condensed water and gas flow in a polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell. Here, the calculation process of the LBM simulation is improved to extend the simulation to a porous medium like a gas diffusion layer (GDL), and a stable and reliable simulation of two-phase flow with large density differences in the porous medium is established. It is shown that dynamic capillary fingering can be simulated at low migration speeds of liquid water in a modified GDL, and the LBM simulation reported here, which considers the actual physical properties of the system, has significant advantages in evaluating phenomena affected by the interaction between liquid water and air flows. Two-phase flows with the interaction of the phases in the two-dimensional simulations are demonstrated. The simulation of water behavior in a gas flow channel with air flow and a simplified GDL shows that the wettability of the channel has a strong effect on the two-phase flow. The simulation of the porous separator also indicates the possibility of controlling two-phase distribution for better oxygen supply to the catalyst layer by gradient wettability design of the porous separator.     

船舶燃气轮机气水分离器结构设计标准研究

船舶燃气轮机气水分离器的设计过程复杂,其使用时的外部环境、设计工况和性能要求等方面与普通过滤装置有很大差异。为了更好地完成船舶燃气轮机气水分离器结构设计标准的制定工作,结合船舶实际情况分析了船舶燃气轮机气水分离器在设计时应考虑的分离效率、总压损失、过流速度、海洋环境和机械环境等主要因素;介绍了惯性式滤清器、丝网式滤清器和旋风分离器等结构形式在结构设计标准中应规定的重要结构参数;最后简述了船舶气水分离器的保障性设计,对气水分离器的安全性、稳定性等提出要求。研究结果可为船舶燃气轮机气水分离结构设计标准的制定提供参考。     

储层流体非均质性在重油评价及开发生产上的应用

原油化学组成和物理性质的剧烈变化在重质油藏内非常普遍,了解引起这种变化的原因及控制因素对深化油藏地质评价、优化重油开发方案设计及提高重油采收率都有非常重要的意义。在重油评价方面,根据原油组成和物性的梯度变化可以帮助判别油层非均质程度和隔层的出现;在混层开采时,原油地球化学组成可以用来判别各层的贡献。在重油开发方面,黏度的梯度变化是造成油藏模拟结果与生产历史难以拟合的主要原因,用均一黏度模型进行油藏数值模拟,过高地估计了蒸汽辅助重力泄油(SAGD)和循环注汽开采(CSS)的累计产油量。油相组成变化必须像渗透率、孔隙度和含油饱和度一样结合到常规油藏描述和数值模拟中去,能否准确预测生产行为就取决于上述变化与数值模拟工具相结合的有效性。流体物性的梯度变化同时表明,目前工业界普遍采用的把SAGD生产井置于油水界面之上1～2m并不是一个完善的设计,按照黏度梯度变化、累计产量和目前油价进行的优化计算显示,在西加拿大盆地Peace River地区理想的完井位置应该在油水界面之上8m。由于原油黏度对生产行为有着非常重要的影响,因此重油生产必须考虑黏度的变化,为此提出了一种新的完井设计思路,把J型生产井与SAGD相结合(JAGD),JAGD生产不仅提高了经济效益,还能降低对环境的影响。同时,由于重油开采主要受流动性控制,在热采之前对油藏进行预处理,待黏度降低后再进行开采也是提高重油采收率、降低能耗的有效手段。     

汽轮机隔板分离器内流场的数值研究

用ＳＩＭＰＬＥ法对汽轮机隔板分离器内汽液两相流场进行了数值计算,并探讨了该类分离器有关工作参数对其除湿效率的影响。     

惯性分离器内气固两相流雷诺应力数值模拟

对循环流化床中气田惯性分离过程进行了详细的数值研究。湍流模型采用雷诺应力模型,研究对象为U型分离器内的气一固两相流动。为了真实描述固体颗粒与分离器壁面之间的碰撞过程,固体颗粒模拟采用颗粒轨道模型,引入壁面粗糙度的影响,同时考虑了固体颗粒在湍流中的扩散作用和颗粒之间的相互碰撞。模拟计算了不同入口速度、分离器挡板数目对颗粒分离效率和流体压降的影响,计算结果不仅给出了分离器内的气-固两相流动结构特性,而且给出了分离器效率、压降与入口主流速度和分离器结构参数的关系。