下倾-立管系统中严重段塞流实验研究

针对严重段塞流的周期特性,通过下倾-立管实验系统进行了实验研究。基于实验数据及管内压力变化情况,分析了严重段塞流周期的变化规律,并与计算模型结果进行了相互验证。结果表明,在不同的下倾管倾斜角度、气相折算速度或液相折算速度等实验参数下,管内的流动状态会发生变化;由于立管高度不变,液塞喷发和液塞回流的时间基本不变,因此严重段塞流周期主要由液塞形成和液塞出流组成,且主要受下倾管倾斜角度、气相折算速度或液相折算速度等参数的影响。     

海洋立管系统严重段塞流瞬态数值模拟

针对海底油气混输管线中常见的立管系统,采用OLGA 多相流瞬态模拟软件,对立管系统中出现的严重段塞流进行了数值模拟。根据实际情况,建立基于双流体模型的物理模型,结合海底管道实际工况,设置相应边界条件,分析了不同流量下的流态流型、压力、持液率等参数随时间的变化特性。研究结果表明,在不同流量产生的严重段塞流下,立管系统中流态流型、压力、持液率等特性参数具有明显的周期性变化规律,流量对严重段塞流的形成及其流动参数影响很大。研究结果对实际生产和管路结构优化具有指导意义,可为复杂流动现象的预测和控制提供一种新的手段。     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。     

结构参数对Z型管内油气水多相流影响计算研究

管道中的局部构件可以起到改变流体速度和方向的作用,但同时受到流体的巨大的压力和冲击。通过CFD软件模拟了介质为油气水多相流的组合,管道模型为2个改变流体方向的局部构件加立管的Z型组合管道,分析了局部构件在不同弯折角度下,不同的立管长度和流体以不同的初始速度进入Z型管管壁压力的变化以及不同立管长度下的流型图,结果表明,弯管角度增大,弯管外径壁面受到流体撞击的压力减小,作用面面积增大。增加立管长度后,经过弯头的外径壁面压力值降低。且在管中易形成不易被排出管道的断塞流;增大流体入口速度,一定程度会使弯管外壁压力增大明显,在较大速度时增大流体速度,外壁压力变化不明显。     

含立管段的管道气顶排空实验研究

对含立管段的管道进行气顶排空实验研究,以空气和水为介质,利用高速摄像仪和数据采集仪对排空过程的气液流动参数进行测量,发现气顶排空过程类似于立管混输系统中严重段塞流的流动过程.对比了不同排气压力下立管出口气液混合物的流型、立管底部压力和立管压降变化特性.结果表明,排气压力较小时,立管出口气液混合物流型为分层流和段塞流;排...     

气液混输管线水动力严重段塞流实验

水动力严重段塞流型相比于一般的地形严重段塞流发生范围更广且危害类似,因此需要在工程设计上给予关注.在水平-下倾-立管组合管线实验装置上,针对入口处不同气液两相流量组合,对该种组合管线系统中气液两相流特性开展了实验研究,获得了水平管和立管内气液两相流型图.实验发现,当水平管内流型处于分层流向段塞流过渡阶段时,可能会出现间...     

喷管内雾状气液两相流场计算分析

基于双流体模型,考虑两相间动量和热量传递,采用变步长的Runge-Kutta法,对喷管内雾状气液两相流场进行了数值模拟.分析了亚声速及超声速流场特性,重点研究了液滴尺寸及初始含气率对两相流动的影响.计算结果表明:液相速度增长相对缓慢,喷管出口处两相速度差异最大;液相出口速度随液滴尺寸减小而增大,气相出口速度随其减小而减小;液相、气相出口速度均随着初始含气率的增大而增大;在超声速流动中,喉部马赫数小于1,喉部面积随初始含气率及液滴尺寸的增大而减小.这将为喷雾发动机性能的研究分析奠定基础.     

海洋立管系统严重段塞流研究进展

随着海洋石油工业的日益发展,出现了各种各样的立管。由于管道形状和海底复杂地形等因素,经常出现严重段塞流这种特殊的流型,这种特殊的流型会造成设备损坏和产量降低等诸多危害。因此,对海洋立管系统的严重段塞流进行研究有很重要的意义。总结了立管系统严重段塞流的国内外研究现状,包括研究方法、产生机理、特性参数和理论模型等,以期为进一步研究立管系统严重段塞流提供参考。     

海洋采油出油管-立管气液两相流研究

为了找到提高排液速度、缩短段塞流时间的方法,同时优化采油系统、减少能量损失、提高采油量,对影响流型的流速、气体体积分数及海洋采油出油管-立管系统进行了多相流模拟,同时对压力云图和油气体积分数云图进行了研究。研究结果表明,流体的流动速度越大,段塞流的停留时间越短,排出段塞流的时间越短;气体体积分数越大,段塞流出现越慢,出油管底部通气可以提高采油量。     

起伏地区天然气管线清管过程分析研究

研究清管过程中气液两相流流动特征,有助于管线本身及上下游设备的设计和操作。因此,采用多相流瞬态模拟软件OLGA,对起伏地区天然气管线清管过程中气液两相流动规律进行了研究,重点分析了清管过程中的流型、压力、持液率、清管速度、积液量等参数的变化规律。结果表明,由于清管过程中地形起伏较大,气液两相流体出现了分层流、段塞流和环状流等3种流型;管道入口处压力最大,沿程压力逐渐减小,压力波动情况与流体持液量和地形有关;清管器速度总体上波动不大,平均速度为3.5～3.8 m/s;清管过程中出现的最大液塞段长度达到3 851.0 m;持液率不断变化,最大清出液量接近300 m3。研究结果对地形起伏地区天然气管线的清管作业具有一定的实际指导意义。     

HITPERM型非晶合金热稳定性的研究

利用熔体急冷法制备Fe(Co)⁃Hf ⁃B⁃Cu铁基条带非晶合金。采用XRD、穆斯堡尔谱和透射电镜确定非晶态结构,利用差热扫描量热法对不同样品的热稳定性进行测试分析。结果表明,冷速大的样品热稳定性好,添加纯B比添加FeB的样品热稳定性好,添加适量的Co可以提高非晶合金的热稳定性,所制备的各个样品均展现出非晶态结构特征。     

变径管对成品油顺序输送混油量影响数值研究

为研究变径管对成品油顺序输送混油量的影响,应用多相流模型,将90#汽油与0#柴油两种油品作为交替输送对象,对成品油管道的变径方式及变径角度对成品油顺序输送混油量的影响进行数值计算,得到了混油量分布情况,并对其结果进行了分析。结果表明,混油进入突扩管中,混油段长度增长速度明显降低,混油段长度也出现短时间的减小,而后混油段长度增长速度明显加快,但低于变径前的水平,且随着变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的减小;混油段流入渐缩管后,混油段长度增长速度显著变大,而后出现减小的趋势,但仍高于变径前的水平,且随着渐缩管变径角度的增加,混油段长度均有不同程度的增加。     

两种典型肋条形状大涡模拟

在长距离输气管道中最主要的能量损失形式是湍流阻力。为了研究肋条形状对湍流情况下流过肋条的流体介质的影响规律,采用CFD软件,在雷诺数为5 300的条件下,对间隔三角形肋条和刀刃形肋条两种典型肋条进行大涡模拟,通过分析壁面阻力和流场,得出减阻效果更好的肋条形状,并找出不同形状肋条影响流场的原因。结果表明,与间隔三角形肋条相比,刀刃形肋条受到的壁面阻力更小,近壁区速度梯度更小,产生的二次涡使流场更加稳定,具有更好的减阻效果。     

蒽醌合成工艺研究进展

综述了近十年合成蒽醌（AQ）及其衍生物的工艺技术,详细阐述了由蒽（AN）制蒽醌的氧化法和苯酐法工艺条件,分析了蒽氧化制蒽醌的机理,进一步介绍了一步法和两步法由苯酐合成蒽醌催化剂的应用,着重介绍了沸石分子筛和强酸性离子液体作为催化剂在一步法或两步法合成蒽醌中的应用,并对未来蒽醌合成工艺的开发提出建议。     

大开口吊盘稳固装置的布局与控制

针对深井大开口吊盘因稳绳张紧力的增大而导致传统的插梁式或轮胎式稳固装置对吊盘变形与失稳不利的问题,依据吊盘梁受力分析,提出了轮胎式稳固装置沿吊盘梁双向对称布置的优化方案。针对稳固装置运动不同步,产生盘面偏心易造成剐蹭吊挂管路、操控困难的问题,设计了一套简单、有效、可行性强,适用于不同生产工况的液压传动控制方案。最后,对单侧布置和双侧布置的轮胎稳固装置布置方案进行了ANSYS分析及对比,结果表明双向对称布置方案可显著改善吊盘梁受力,值得推广。     

开槽管板机械胀与液压胀技术研究

通过胀接工艺,采用机械胀管器、液压胀管机及液压式胀杆器对其进行开槽管板胀接实验,研究了不同槽宽下同种胀接的胀接性能,以及不同胀接在同种槽宽下的胀接性能,并通过对比确定了适宜的胀接技术。结果表明,实验方法合理,数据充实可靠,可为研究换热管与管板之间的连接、检查换热管与管板贴胀质量及管材的胀接性能、确定最佳的胀度、检验胀接部位的外观质量及接头的密封性能提供实验依据。     

土壤大气耦合埋地管道泄漏扩散的数值分析

城市燃气管网多为埋地敷设,给探测微小泄漏带来了困难,而燃气泄漏后容易发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故,给城市公共安全带来隐患。针对管网分层筑土和不分层筑土两种回填方式建立计算模型,并针对土壤和大气环境中燃气扩散规律的不同建立不同的物理对流扩散模型;基于非稳态泄漏模型,以CFD软件为基础,分析燃气在土壤中扩散时进行单独求解,分析燃气在大气中扩散时进行土壤和大气耦合求解。研究回填筑土方式对燃气在土壤和大气中扩散规律的影响。结果表明,低、中浓度燃气通过分层交界面时会发生延迟扩散,并产生拐点,通过分层交界面后扩散速率加快,泄漏时间大于100 s时燃气在分层筑土中的扩散速率均高于不分层筑土中的扩散速率;分层筑土时,CH4在大气中迎风横向和顺风向的扩散速率相差不多,泄漏100 s后纵向扩散速率大于不分层筑土时的纵向扩散速率,且惯性阻力系数越大,扩散越快。     

基于点源连续扩散高斯混合模型的LNG泄漏扩散研究

为了研究液化天然气（LNG）泄漏扩散的动态过程及其危害,选择由高斯烟团模型进行修正得到的点源连续泄漏的高斯烟团混合模型,并利用MATLAB软件对其进行编程,研究了不同地面粗糙度、泄漏源有效高度等因素对LNG气体泄漏扩散的影响,分析确定了不同因素所对应的1/2爆炸下限（1/2LFL）、爆炸下限（LFL）、爆炸上限（UFL）危险区域的面积,并利用Burro 9号实验进行了模型验证。结果表明,危险区域的面积随着地面粗糙度的增大呈减小的趋势;随着泄漏源有效高度的增加,最高点的体积分数不断降低,同时危险区域的面积不断减小;在LNG泄漏初期,风速越大危险区域面积越大,在气云的状态达到稳定以后,危险区域的面积随着风速的增大呈减小的趋势。     

基于无线网络的工业过程控制系统的设计与开发

基于无线网络控制技术组建无线通讯网络。设计了水箱和高温炉无线过程控制方案,提出了预测函数控制切套比例⁃积分⁃微分控制（PFC⁃PID）和广义开环响应切套比例⁃积分⁃微分控制（GORC⁃PID）策略。根据任务需求,对无线工业过程控制系统软、硬件及通讯接口配置进行配置。在此基础上,完成了系统动态数学模型的建立和工程组态实现。最后,以石油化工过程运行优化与节能技术国家地方联合工程实验室的水箱和高温加热炉作为实验装置,以微波指令制导系统（MCGS）组态软件为开发和验证平台,开发了无线网络的工业过程控制系统。结果表明,所开发的无线工业过程控制系统可以有效地控制水箱液位和高温炉温度,避免了工业现场中有线通讯方式存在的弊端,具有极高的工业应用价值。