台车式弯管热处理炉设计

为改善热煨弯管的力学性能,设计了台车式弯管热处理炉。介绍了热处理炉的主体设计特点,说明了热处理炉控制系统的主要内容,包括炉内温度控制、炉膛压力控制等。实际使用结果表明,该设计炉型提高了热处理效率,实现了理想的温控效果,改善了热煨弯管的力学性能,满足了西气东输二线工程对大直径、厚壁弯管的性能要求。     

圆筒式加热炉内辐射室燃烧数值模拟与分析

通过简化加热炉模型,采用非结构网格划分,选用k-ε湍流模型、PDF扩散燃烧模型和离散辐射传热模型,对一个燃烧室内二维射流燃烧过程进行了数值模拟。利用Fluent软件模拟了辐射室内的温度场和流场的分布以及燃烧过程中氮氧化合物的生成情况,讨论了燃烧参数对加热炉燃烧特性的影响,分析了空气流量和喷射角度系数变化时,燃烧室温度、气体流向及氮氧化合物生成的变化规律。     

卸油池传热过程数值模拟

卸油池作为车载原油的地面卸油点,主要实现加热、沉降分离及外输功能.为了解卸油池的散热情况,利用计算流体力学(CFD)软件建立了传热模型,对卸油池周围环境温度场进行了模拟.根据温度图可得出卸油池的保温薄弱部位在池壁,进行保温改进时应重点考虑.计算得到卸油池在248、273和304 K三个温度下一天所需供热量分别为9 612、9 139和8 541 MJ.     

基于ANSYS的LNG储罐罐体温度场的数值计算

LNG储罐结构复杂,储罐内部与外界环境存在着巨大温差,罐体温度场的数值模拟结果对于LNG储罐的设计具有参考价值。文章以全容式LNG储罐为例,选取1/12储罐的三维模型作为研究对象,建立了基于ANSYS软件的储罐罐体三维稳态温度场数值计算模型,计算得到罐体、罐底与罐壁连接处和罐顶与罐壁连接处的温度场分布图,并进行了分析。     

浮顶油罐盘管加热过程数值模拟研究

为避免凝罐事故发生,浮顶油罐储存油品通常需要对原油进行加热维温,现阶段常规的管式加热存在效率低,均匀性差的问题。文中从强化换热的角度提出光管外设翅片的盘管结构,建立了浮顶油罐加热二维模型,研究了四种盘管结构下原油温度分布及流场,分析了添加翅片对油罐边界温度及热流密度的影响。结果表明：盘管外设翅片可有效提升盘管加热能力,改善原油温升效果,一定程度上加速原油流动。添加翅片对提高罐壁温度、减小壁面热流密度效果显著。其中,加热10 d时,2翅片相比于无翅片时可节能约1.15×10⁵kJ热量,相比于6翅片时也可节能约4.7×10⁴kJ热量。     

基于CFX燃烧炉内燃烧过程分析

针对现阶段燃烧炉内部燃烧过程的未知性,本文对硫化氢燃烧炉内流动、燃烧以及传热过程进行了分析,建立了相应的物理和数学模型。对燃烧器内的复杂湍流流动和传热过程,采用RNGk～ε双方程模型来模拟;对燃烧过程,利用概率密度函数(PDF)模型进行计算;模拟结果给出了燃烧炉内气体流动过程中的速度、温度和组分的详细分布。所得的结果为全面了解燃烧炉内情况提供了定量数据,也为燃烧炉的改进等指明了方向。     

射吸式液动冲击器内部流场数值模拟研究

在给出射吸式液动冲击器基本结构的前提下,利用Pro/Engineer软件建立了这种冲击器的流动实体,并对流动实体进行了网格划分。利用计算流体动力学对冲击器内部流场进行了数值模拟计算,得到冲击器内部流场的速度和压力分布;排量与卷吸作用的关系;冲击器各受力面的受力情况;喷嘴的直径和结构对工作参数的影响规律;同时也分析了冲程对冲击器工作参数的影响。模拟研究结果对指导冲击器的内部结构设计具有重要意义。     

风道式热工性能检测装置的数值模拟

采用数值模拟方法对某风道式气—气换热设备热工性能检测装置预处理段进行建模与流场计算,分析结果表明,各运行工况下的流场品质均匀稳定。     

高温高压气井生产过程井筒温度场分析

高温高压气井在生产过程中受到地层高温流体的影响,井筒温度原有的平衡被打破,井筒温度重新分布会引起环空压力增高,威胁井筒安全服役和井筒的完整性。为了准确预测井筒温度,基于质量、动量、能量守恒、传热学、井筒传热理论,再考虑气体焦耳-汤姆逊效应、气体温度、压力、密度及物性参数的影响,建立井筒温度预测模型;将流体物性参数根据不同的温度压力分段计算,可提高模型计算的精确性。最后,通过实例计算分析了环境温度的影响因素。     

自进式高压水射流破岩数值模拟分析

针对应用于开发低渗透性、裂缝性和薄储层等油气藏的高压水射流技术,基于推导的水射流破岩的临界速度,设计了一种用于油田井下破岩的自进式高压水射流喷头,并应用湍流模型对喷头内部的水射流流场进行数值模拟分析,应用动力学模型对水射流破岩过程进行数值模拟分析。结果表明,入口压力30MPa时,喷头产生的水射流达到了破岩所需速度,能够实现破岩,并且破岩产生的破碎坑的内切圆直径大于喷头的最大外径,可实现自进式破岩,而且破岩过程中水射流速度是"脉动下降"的。这也说明所设计的喷头用于破岩是可行的,这种设计方法、建模方法和数值模拟方法在分析高压水射流破岩方面是可行的。     

渣油加氢装置阶梯型反应进料加热炉模拟分析

运用计算流体动力学方法,对某公司2.4×106 t/a渣油加氢装置阶梯型反应进料加热炉炉膛辐射段进行数值模拟,分析和对比了加热炉整体和不同炉墙角度结构加热炉内烟气流场和温度场、炉管外壁温度和热强度的分布特征.研究结果表明,涡流是加热炉内部的正常流场状态;90°炉墙结构加热炉和85°炉墙结构加热炉各有优点,前者可以获得更...     

新型双层笼套式节流阀分析

为提高节流阀的节流效果,提出了一种新型双层笼套式节流阀。该节流阀由2个开有小孔的笼套同轴线地嵌套在一起,在1个节流阀内有2个节流元件,可对流体进行2次节流,从而起到2次节流的作用。探讨了笼套上小孔轴线重合和小孔轴线成45°角的2种不同结构的节流阀的节流情况,并分别对2种结构的节流阀进行了流场仿真分析,分析结果表明,轴线不重合的结构要比轴线重合结构的节流效果好,笼套受冲刷程度也相对较严重。     

基于计算流体力学数值模拟的板式热交换器传热与流动分析

以新型鼓泡板式热交换器作为研究对象,通过计算流体力学软件,对鼓泡板冷、热两侧通道进行了数值模拟。板内流体流动研究表明,相同流速下,冷侧通道流体湍流强度高于热侧,压力损失也高于热侧;热侧通道由于扭曲泡相互接触造成阻挡作用,相较于冷侧通道,传热效果较差。将数值分析结果与试验值进行了对比,验证了数值分析结果的准确性,该数值分析结果对改善板式热交换器传热效率有一定指导意义。     

油水旋流分离器流场模拟分析与研究

采用流场模拟方法研究了油水混合物在旋流分离器中的流动状况,湍流模型采用多相流中湍流Reynold应力输运方程模型(DSM),基本方程的离散和求解采用SIMPLEC算法。利用计算流体动力学(CFD)分析程序,对油水旋流分离器进行了计算与分析。结果表明:模拟流场的特征与理论描述和物理实验所得到的特征一致,并定量分析了流量对压降、流体粒径对分离效率的影响及其应对措施。所用方法为深入揭示旋流分离器中油水的分离规律提供了有效手段,可用于预测和分析旋流分离器的分离性能,结构优化及揭示特性参数影响旋流分离器性能的规律。     

GLCC数值模拟中湍流模型选取研究

数值模拟是研究深水管柱式气液旋流分离器分离性能的有效方法,其中湍流模型选取是否得当将直接影响数值模拟的准确性。研究比较了Euler模型、Mixture模型及RSM模型3种不同的湍流模型对深水管柱式旋流分离器内流场数值模拟结果的影响。对比了3种湍流模型的切向速度与轴向速度场分布,发现3种模型均能较好地模拟出分离器内两相流的运动规律。将模拟结果同试验测量的油气分离效率以及进、出口处压降进行对比。结果表明:Euler模型和Mixture模型在压降、分离效率方面与试验测量结果相比存在一定误差,而RSM模型模拟的流场更接近于试验测量结果。进行管柱式气液旋流分离器流场数值模拟分析时,采用RSM模型模拟更为可靠。     

高压井控楔形节流阀三维流场模拟及阀芯失效分析

井控节流阀是钻井井控管汇中的关键设备,直接关系到压井的成败。根据节流阀实际流场情况,建立了楔形节流阀三维有限元模型,并基于流体动力学理论,运用流体分析软件对高压井控节流阀内的三维流场进行了模拟,得出节流阀内部流场分布规律及特点。结果表明,由于内部流体的高速流动,阀芯在楔形面沿轴向处以及前端处会首先发生冲蚀失效。将该分析结果与现场阀芯失效的实际情况进行了比较,结果非常吻合。     

重力式油水分离器内多相流场数值模拟分析

以国内某海洋平台上的重力式生产分离器为研究对象,采用RNGk-ε模型,对分离器内油和水的流动特性进行了数值模拟分析,得出了不同时刻油相与水相的体积分数分布规律。结果表明,混合相入口形式及位置对油相与水相的分离过程存在影响,通过数值模拟得到了受入口影响区域的定量结果。模拟结果与理论分析结果相一致,证明采用的数值模拟方法在油、气、水三相分离过程中的应用具有一定可行性和可靠性。     

改进型框式组合桨内盘管搅拌釜内流场数值模拟

通过计算流体动力学软件对改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜内的流场进行了数值模拟,研究了在不同转速N、离底距C₁下釜内的流场。研究结果表明,随着转速的增加,桨叶对内盘管的冲刷作用增强,内盘管附近的低速区会逐渐减小,促进了内盘管附近流体的混合;在C₁=125 mm时,内盘管向下的导流作用明显,增加了搅拌釜底部壁面速度,有利于搅拌釜底部壁面附近流体的混合。将模拟得出的搅拌桨功率准数N_p与实验结果进行对比,验证了数值模拟方法的准确性。研究结果可为类似改进型框式组合桨在带内盘管搅拌釜的结构优化提供参考。     

波动方程数值模拟的隐式差分法

在有限差分波动方程数值模拟中,通常采用高阶差分方法来提高空间导数的数值逼近精度,以实现降低数值频散,提高数值模拟精度的目的。首先对差分频散进行了理论分析;然后讨论了估计一阶空间导数的隐式差分格式,并与通常采用的高阶精度显式差分格式进行了对比分析,结果表明,隐式差分格式能够在更宽的波数范围使差分频散控制在可接受的水平,如8阶精度的显式差分格式所适应的波数带宽约为O．55kmax,而隐式差分格式所适应的波数带宽约为0．7kmax;最后通过模型试算,对隐式差分格式的有效性进行了验证。模拟结果表明,用隐式差分格式在一定程度上降低了差分频散,提高了模拟精度。