两组分液体蒸发过程动力学特性的实验

对多组分的蒸发动力学过程进行了分析,指出其蒸发过程是分3个阶段进行的。利用环境风洞分别对苯-甲苯以及苯-乙醇两组分液体在不同风速、不同蒸发面积以及不同的液面与地面相对位置下的蒸发动力学特性进行了实验研究。实验结果表明,苯-甲苯以及苯-乙醇混合溶液的蒸发过程容易受环境风速、蒸发面积以及气流紊乱程度的影响,这表明其蒸发过程是受边界层蒸发控制的,因此,在建立蒸发速率预测模型时,只须考虑环境风速、蒸发面积、地表粗糙度等因素对蒸发的影响。通过对蒸发质量随时间变化的分析,得知两组分之间蒸发性能越接近、体积比越接近、环境风速越大、蒸发面积越大,蒸发质量随时间的变化越容易表现出乘幂的变化关系,且平均幂次约为0.80。     

低温重力热管传热性能的理论与实验研究

为给重力热管在低温区的应用提供理论依据,以液氮作为工质对其稳态传热特性进行了实验研究.分别对冷凝段、蒸发段液膜和液池进行分析,建立了综合的数学模型.根据质量和能量守恒方程迭代计算得到了液池高度和液膜沿管长的分布.在液池模型中,通过假设空泡系数的分布,基于其他实验研究的结论提出了自然对流与核态沸腾换热面积公式.当工质液体体积与重力热管总体积的比值为13.5%和15.2%时,计算值与实验值吻合较好.理论和实验研究结果均表明,在蒸发段内液膜和液池的位置对蒸发段壁温的分布有较大的影响.     

降膜随气体同时穿越液池过程数值模拟研究

对洗涤冷却室内降膜随气体同时穿越液池过程进行冷态数值模拟研究,考虑降膜流速和降膜厚度对降膜随气体同时穿越过程气液相分布规律的影响。研究结果表明,液面以上空间气含率随降膜流速和降膜厚度的增大而降低,而在液面以下区域气含率随降膜流速和降膜厚度的增大呈无规律波动,但波动幅度减小;随着降膜流速和降膜厚度的增大,气泡平均曲率增大,气液接触面积增大。     

低温溢油异常蒸发行为的数学模型与模拟

为了考察低温环境下溢油蒸发行为,通过浅盘蒸发试验测定了0#柴油和大庆原油在温度分别处于各自凝点附近的"低温"环境下的蒸发量,结合混合液蒸发机理,引入衰减因子e-k/Δθ,建立低温溢油蒸发模型.研究表明:当环境与溢油凝点温差(Δθ)小于10℃时需采用改进模型预测蒸发过程,此时,油膜液相阻力增大,一定深度内(h)的挥发组分被蒸发掉,且h随Δθ减小而降低,柴油与大庆原油的液相阻力增加系数k分别为0.993和0.989.有冰水面溢油的蒸发过程受暴露于大气中的油膜面积(Af)与厚度(ho)影响较大,应采用(Afhoe-k/Δθ)/V为衰减系数的模型对其进行预测.改进后的模型可较好的预测低温条件下油品的蒸发过程.     

原油脱气对挥发性油藏产液能力的影响

为研究近井地带原油脱气对挥发性油藏产液能力的影响,以东部某油田馆陶组为例,采用室内实验、油藏工程分析和数值模拟相结合的方法,分析不同脱气程度对油藏产液能力的影响,并进行了现场应用。结果表明:原油脱气影响范围主要集中在近井周围较小区域;当地层压力在饱和压力以上时,随井底流压的降低,油藏产液能力降低,但不明显,当地层压力在饱和压力以下时,随井底流压的降低,油藏产液能力降低明显;随油藏含水率的逐渐增高,原油脱气对油藏产液能力的影响逐渐减小。     

水平基底上薄膜流体液面形态的数值模拟

根据薄膜流体特殊的几何特征,运用润滑近似理论简化描述薄膜流体运动的控制方程,结合薄膜流体运动的边界条件可以得到水平基底上薄膜流体自由液面形态变化的数学计算模型。以MATLAB为计算工具,采用傅立叶伪谱法计算数学模型中的高阶偏微分项,然后结合龙格-库塔法可以对薄膜流体自由液面形态随时间变化规律进行数值模拟。数值模拟结果表明:薄膜流体液面形态在前100s内剧烈变化,随后液面形态变化速率逐步变小,至500s左右时液面形态保持稳定状态而不再有明显变化;此外还印证了流体蒸发作用在液面形态变化中所起的重要作用。     

微波加热对高凝油流变特性影响的实验研究

高凝原油输送工艺存在一定的局限性,微波辐射加热方法能改善高凝油的低温流动特性。笔者主要研究微波辐射对高凝原油处理效果的影响因素和各因素的影响程度。设计并进行了微波对渤海高凝原油作用的室内实验。对未处理原油、水浴加热处理原油和微波加热处理原油进行了流变性变化比较实验,并在微波功率不变而加热到不同温度和不同加热时间的条件下进行了流变性随微波加热温度和加热时间变化规律实验研究。实验研究结果表明高凝原油通过微波辐射作用能有效改善其低温流动性。     

航天发动机多孔壁面发汗冷却液膜特性研究

为了研究多孔壁面发汗液膜冷却的特性,在对剪切气流驱动液滴变形和运动机理研究的基础上,采用步进电机控制液滴的体积,通过加热多孔壁面将液滴输送至连续剪切气流作用的实验风洞中,分析气流流速、壁面孔隙尺寸以及壁面温度对发汗液膜形状的影响.实验结果表明,剪切气流在推动发汗液膜向前伸展的同时也迫使其向两侧扩张,剪切气流速度超过某一临界速度时,液膜不再向两侧扩张;随着多孔壁面孔隙直径的增大,发汗液膜的面积不断增加,其增加程度逐渐降低;壁面温度越高,发汗液膜面积越小,完全蒸发耗时越少.     

大型蒸发池水面蒸发的实验观测和资料分析

介绍了大型蒸发池的结构特点和观测实验方法。分析了器质特征。以20 m^2蒸发池蒸发量为标准,计算了常用蒸发器的折算系数;并建立了气象因子和20m^2蒸发池蒸发量的经验关系。     

油井合理井底流压的确定

针对油井实际生产过程中,井底流压降低到一定程度时,油井产液量不增反降,油井存在一个最大产量点的现象,考虑原油脱气对油相相对流动能力的影响,建立油井流入动态分析模型。通过无因次化处理和计算分析,得知油井的合理生产流压约为原油饱和压力的0.5倍。进一步回归模拟,得到油井合理生产流压随含水率变化的关系方程。     

风剪切对风力机设计的无关性分析

根据指数律的风速分布函数,对风轮扫掠面积上的实际风功率与以风轮中心风速为设计风速产生的风功率的差值做精确计算,得到了风功率的增量。在四类廓线指数、七种塔架高度情况下,利用数值积分方式计算得到的结果表明,采用风轮中心风速做为单一的设计风速是切实可行的,风剪切对于风力机的气动设计基本无关。     

高含水原油流变特性研究

高含水原油的视粘度是温度、含水率以 及剪切速率的函数。从现场实际出发 全面研究高含水原油流变特性,即含水原油视粘度与含水率的关系,含水原油视粘度与剪切速率的关系,含水原油视粘度与油温的关系等。给出了测试的相应曲线并对曲 线进行了分析。该油田油水乳状液转 相点在含水６５ ．２ ％ 左右,在转相点以前是以油为外相,水为内相 Ｗ／ Ｏ 型乳状液,视粘度随含水量上 升而增加,且受温度影响较大,同时剪切速率影响也相当明 显。随着剪 切速率的增加,转相点的视 粘度明显下降。用曲面拟合方法回归出流变参数方程。通过现场取样和数据处理分析可知,含水原油其流变特性可由幂律本构方程表示。这一结论为准确计算高含水原油管道工艺参数奠定基础。     

南京市冬季市区和郊区晴天大气边界层结构对比分析

应用2008年12月24—31日南京市区和郊区同步大气边界层观测资料,对晴天大气边界层结构进行对比分析．结果表明：南京地区冬季晴天,市区近地面层气温高于江北郊区近地面层的气温,市区热岛效应明显,且热岛强度夜间大于白天;市区逆温出现的时间滞后于郊区,逆温层高度也大于郊区．夜间,市、郊区风速随高度不断增大,并在一定的高度出现一个8m／s的极值中心．市区空气相对干燥．通过典型日分析,市区14：00干岛效应显著,相同高度上相对湿度一直低于郊区．在市、郊区近地面层中,愈近地面风速愈小;近地面层中白天风速最大,夜间最小;白天,大气层结不稳定,湍流混合作用强,上下层风速的差别趋于减小．市区风速在低层受建筑物影响．相同高度上小于郊区风速．     

实测下击暴流风场特性分析

目前下击暴流风场特性的研究大多是围绕风速模型和部分风场特性展开,较少涉及风场特性与平均风速之间的关系、不同风场特性之间的相关性以及与大地边界层近地风特性的比较研究.基于下击暴流实测风速数据,运用滑移平均法提取下击暴流的时变平均风速,进而获得脉动风速.在此基础上,研究下击暴流的紊流度、紊流积分尺度和阵风因子的特性,并分析...     

拱顶油罐顶部传热系数的计算及影响因素分析

对拱顶油罐顶部传热过程和顶部传热系数的计算原理及方法进行了详尽的分析和阐述。罐内油品通过油气界面与油气空间层进行传热,油气空间层内产生自由运动和对流运动,油品蒸汽和空气都参与传热,与静止的气体热传导相比,传热过程要增强。通过算例,利用单元法,对该传热系数进行了精确的计算,并与文献报道的该系数取值进行了对比。计算表明,该系数取０．３～０．７Ｗ／（ｍ２·℃）较为合适,该系数与温度的关系曲线说明了该系数随油品温度变化而变化,分析比较了油罐装满系数、罐容、环境温度、风速等因素对该系数的影响,这些因素变化时,该系数的值也不一样。     

轻质油品储罐蒸发损耗规律的研究

研究油品蒸发损耗的规律,对于有效地减少油品在储存和运输过程中的挥发,保障油品的质量、降低环境污染以及有效地预防因油气扩散而引发的爆炸事故具有重要的意义。利用CFD中VOF模型,采用UDF作为源项进行模拟分析,总结出不同风速、风向以及罐型条件下,罐内油气扩散情况。研究表明,风速对油品挥发有很大的影响,尤其以垂直于罐壁处的风向影响最为显著。根据模拟,总结出油品在不同条件下的蒸发损耗的规律,选择适合石化企业节能减排、规避风险的措施,可以有效地减少事故的发生,降低环境污染。     

风电系统风速预测算法的马尔科夫理论修正模型

针对风速的强时序性和强随机性,提出了一种新型的基于马尔科夫理论的改进风速预测算法,该算法利用小波分解与重构获取各层平稳风速信号,并分别对各层平稳信号进行时间序列建模预测。由于以上算法在风速剧烈变化时存在预测失真,依据风速的马尔科夫转移特性,利用时变马尔科夫一步转移概率矩阵修正各层加权叠加后的风速预测值。以风电系统为例进行了研究,仿真结果表明:该方法具有较高的预测精度。     

动态入流条件下风力机运行控制的数值模拟

在动态入流条件下,采用基于致动线模型的大涡模拟方法对一台1.5 MW的商用风力发电机组的转速、转矩以及输出功率的响应特性进行数值模拟.在对数风廓线模型的基础上,通过引入正弦波动获得动态入流边界条件.对风力机引入比例积分变桨距控制和转矩控制,实现对动态入流的追踪.研究结果表明,在当前的变桨距控制和转矩控制条件下,风力机的转速、转矩、输出功率能够很好地响应入流风速的变化.在风加速阶段,三者都在额定风速时达到额定值;当入流风速减到额定风速后,变桨距控制以及转速、转矩、功率的下降都存在10 s的延迟;模拟得到的功率曲线与风力机实际功率曲线整体上吻合良好,不过在风速小于9 m/s的区间段还存在着一定的偏差,有待于进一步优化.