深水作业管柱横向振动特性计算

根据深水作业管柱的受力推导出横向自由振动平衡微分方程,用伽辽金法求解该方程,并求解深水管柱上端固定和下端自由时的自振周期.分析自振周期的变化规律,并与波浪周期对比,对设计施工提出有益建议.     

复杂管系气柱固有频率的有限元法计算

采用有限元分析方法 ,对简单管道气柱的固有频率进行求解 ,其结果与用传递矩阵法求得的结果是一致的。对实验室复杂管系气柱的固有频率进行计算 ,分析了管道振动的主要原因     

螺杆泵采油井抽油杆柱力学行为研究

根据螺杆泵采油井存在的实际问题,针对螺杆泵正常稳定过程特点,建立了抽油杆柱轴向力和扭矩的计算模型,根据扭矩平衡关系,建立了基于波动方程的抽油杆柱运动模型,采用有限差分格式对方程进行数值求解,便可为抽油系统工况进行诊断和螺杆泵采油系统设计提供了理论依据。     

SMB色谱分离过程计算机仿真

针对模拟移动床(SMB)综合速率模型，采用有限元法和正交配点法分别对柱向和颗粒径向模型进行离散化，利用MatLab ODE求解器对SMB过程进行数值求解。通过仿真，验证了该方法的可行性。     

连续逆向色谱电泳过程

连续CACE过程借助流场和逆向电场的共同作用,使目标蛋白质在分离柱富集区内连续富集。本文提出了连续CACE分离柱内浓度分布微分方程和定解条件,并对方程进行了求解。解决了富集区内目标蛋白质浓度的在线检测,用牛血红蛋白和细胞色素C在两套连续CACE装置上进行实验研究,取得了预期效果。     

充填式浮选柱中径向返混及流速分布对浮选效果影响的研究

建立了充填式浮选柱的二维混合模型,并对该模型进行了数值法求解,探讨了径向返混系数和轴向气、液流速沿径向的分布对充填式浮选柱捕集区的回收率的影响.结果表明,增大径向返混系数有助于提高回收率;轴向气、液流速沿径向的分布越均匀越好;气速的不均匀分布将对回收率造成较大影响.分析结果对提高充填式浮选柱的浮选效果具有一定的理论指导意义.     

电磁铸造中流场的数值研究

用互感耦合模型计算感应线圈、屏蔽罩、液穴内、固态锭内的电流分布和液柱内的电磁搅拌力．对Navier－Stokes方程进行了数值求解（对湍流量采用K－ε方程模型）研究了屏蔽罩位置对液柱内流场的影响．流场的计算结果和实测值比较吻合。     

抽油杆力学模型有限元分析方法及应用

有杆抽油系统中,抽油杆是传递地面能量的重要元件。为防止抽油杆管发生偏磨,抽油杆上一般安装有扶正器。为准确计算装有扶正器的抽油杆柱的受力与形变,本文考虑抽油杆几何非线性的影响,建立了考虑扶正器影响的抽油杆柱力学有限元分析模型,给出了求解方法,最后将该方法通过软件用于抽油杆及扶正器的设计。现场检泵的结果证明了本方法的准确性。     

杆式抽油机机—杆—泵动态模拟数学模型及其求解

本文运用抽油杆柱动态行为微分方程、地面边界条件及泵边界条件,建立了抽油机机—杆—泵动态模拟数学模型,通过有限差分法对该模型进行求解。对求解出来的结果进行收敛分析,验证。与以往的解法比较,该方法求出了更合理的结果。该结果为分析抽油井系统效率,对有杆泵抽油系统进行优化设计,为提高有杆泵抽油系统科学化管理水平提供了有效工具。     

定向井抽油杆柱动力学行为研究

定向井由于井眼轨迹复杂，造成杆断频繁、偏磨严重、免修周期短、系统效率低等问题突出。基于定向井抽油杆柱微元体受力分析，综合考虑井眼轨迹、抽油杆柱结构，计入了杆液管粘性摩擦和定向井井斜造成的杆管库仑摩擦，建立了定向井抽油杆动力学行为预测数学模型，并采用有限差分法求解模型。为定向井有杆抽油系统优化设计提供了理论基础。     

环流循环除尘系统分离柱内旋风流场的基本分析

环流循环除尘系统是旋风分离技术上的一个重要突破,它成功地解决了用旋风分离器高效捕集亚微米粉尘(≤2μ)的问题,同时还具有压降低、操作弹性大等优点。而分离柱作为环流循环除尘系统的主要组成部分,对分离效果起着重要的作用。因此,对分离柱内部流场进行系统的研究十分必要。文章从柱坐标下理想流体的N-S方程和连续性方程出发,对环流循环除尘系统分离柱内旋风流场进行了系统的理论分析,推导出分离柱内理想流体的径向速度、切向速度和轴向速度的基本表达式,并将计算值和试验值进行了比较。研究结果表明,所采用的数学模型和计算公式是可行的。     

Effect of inlet particle arrangement on separating property of a cyclone separator

Different arrangements of particles on the inlet section exert different effects on the separation property of a cyclone separator. Sorting classifier with different heights was connected in series with a conventional cyclone, positive rotation cyclone, and reverse rotation cyclone respectively, to investigate the effect of particle arrangement on the separation property and inner flow field. Results indicate that the implementation of a sorting classifier increases the pressure drop and energy consumption of a cyclone separator. The taller the sorting classifier, the larger the flow is. The energy consumption in positive rotation cyclone is closer to that in reverse rotation cyclone. Meanwhile, the tangential velocity in inner flow field is higher and the separating property is enhanced. The reverse rotation cyclone relieves the fishhook effect, whereas the positive rotation cyclone eliminates such effect. The reverse and positive rotation cyclones demonstrate an improved separating property for particles smaller and greater than 1 μm, respectively. Moreover, the reverse rotation cyclone demonstrates superior overall separation, but the positive rotation cyclone demonstrates a greater classification effect than the reverse rotation cyclone.     

EPVC-IA旋风管的流场分析

本文用五孔球探针测定了EPVC-IA型旋风管流场,对该旋风管的三维速度分布和压降进行了较深入的分析和计算.所得的计算公式包含的结构参数较全面,形式也较简单,其计算结果与实测结果吻合较好.     

旋风分离器有无灰斗对气相流场动态特性的影响

旋风分离器底端的排尘口依据气固分离工艺的要求分别采用有灰斗或无灰斗结构。但灰斗是否存在对旋风分离器内部流场影响的研究尚显不足。为此，采用热线风速仪对排尘口有灰斗和无灰斗的旋风分离器气相流场的切向速度进行了测量。结果表明旋风分离器内旋转流具有较强的不稳定性，表现为瞬时切向的速度低频高幅值波动变化。灰斗的存在进一步导致了排尘口附近瞬时切向速度的强烈波动。通过对瞬时切向速度的频谱分析表明，有灰斗结构的旋风分离器瞬时切向速度有2个主频，分别是存在于整个空间的全空间主频和出现在锥体下端排尘口附近区域的局部主频。无灰斗结构的旋风分离器仅有1个全空间主频。全空间主频是气体旋流中心围绕旋风分离器几何中心摆动造成的，而局部主频是灰斗气体回流造成的。灰斗气体回流主频与全空间旋转流摆动的主频叠加形成了锥体下端排尘口附近区域瞬时切向速度的2个主频。     

旋流分离器流场模拟研究方法优化选择

对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析. 通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-e模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体网格划分方案的预测结果更精确;二阶迎风格式的模拟精度并不一定比QUICK格式的模拟精度差,在分离器结构设计及网格划分较复杂的情况下,推荐使用二阶迎风格式;在PISO算法的非稳态计算条件下,收敛残差量级可达10-6以上. 优选的流场模拟研究方法可用于分离器流场分析及指导分离器工程设计.     

旋风流场的导流与整流

针对环流式旋风除尘器分离区内存在影响分离效率的涡流与非理想流动情况,提出在旋风除尘器内增设导流件以改进其性能,利用CFD大型流体模拟软件F luent6.2提供的雷诺应力模型(RSM)进行了数值模拟研究,优化了导流件结构,并进行了实验验证。模拟结果表明:增设导流件后,环流式旋风除尘器一次分离区内气流旋转更加规整,气流旋转圈数增加,流体的切向速度增大,有利于粉尘分离。实验结果证明:添加导流件后,除尘器分离效率由94%左右提高至96%左右,设备压降略有增加。     

柱状气液旋流器压力场和速度场模拟分析

利用计算流体动力学(CFD)方法,采用流体力学软件FLUENT,针对柱状气液旋流分离器进行了内部流场、压力场和气相浓度的分析,得到了柱状气液旋流分离器的压力降分布特性和速度分布特性。揭示了入口位置及溢流口直径对柱状气液旋流分离器分离性能的影响。经研究发现:要使柱状气液旋流分离器具有低压力损失和高分离效率的综合性能,需要将入口位置和溢流口直径控制在一定范围。     

Numerical simulation of the effects of the design feature of a cyclone and the inlet flow velocity on the separation of CO2 particles from a CO2-COF2 mixture

In synthesizing COF₂ from CO, a considerable amount of CO₂ is produced. A method of solidifying CO₂ at low temperature and separating CO₂ particles from the COF₂ gas using a cyclone was designed and the separation efficiency according to the cyclone feature was studied. Optimal sizing and operation conditions of the cyclone were investigated by reviewing the flow velocity profile and the particle trajectory using a numerical analysis with computational fluid dynamics (CFD). The effects of the inlet flow velocity and the ratio of the cyclone diameter to the cone length (D/L) on the recovery efficiency were estimated. Results revealed that the separation efficiency increases with an increase in the ratio of D/L and a decrease in the cyclone size. The recovery efficiency of CO₂ increases with the increase in the inlet flow velocity. Based on these results, we could propose a concept and methodology to design the optimal features and sizing of a cyclone suitable for separating solid CO₂ from gaseous COF₂ at low temperature.     

工业PTA溶剂脱水过程动态模拟与分析

Dynamic model for dehydration process of industrial purified terephthalic acid solvent is investigated to understand and characterize the process.A temperature differential expression is presented,which ensures the equation to convergence and short computation time.The model is used to study the dynamic behavior of an azeotropic distillation column separating acetic acid and water using n-butyl acetate as the entrainer.Responses of the column to feed flow and aqueous reflux flow are simulated.The movement of temperature front is also simulated.The comparison between simulation and industrial values shows that the model and algorithm are effective.On the basis of simulation and analysis,control strategy,online optimization and so on can be implemented effectively in dehydration process of purified terephthalic acid solvent.     

旋风分离器的螺旋导流和防返混

由于普通旋风分离器不能满足工业中大直径、大流量的分离工艺要求,本文研究表明了气固两相流有效的螺旋运动是旋风分离的关键,加设螺旋导流装置,强制流体进行螺旋运动,可以大幅度提高旋风分离效率;同时顺应气流翻转流动之势,设立防返混结构,能够确保最终分离效果。采用双分离器并联,上接分气罐、下接集尘罐,并使用专利下灰阀,形成完整的分离系统,工业应用效果良好。