原油输运弯管中液固两相流冲蚀仿真研究

利用CFD冲蚀计算模型,对弯径比为2的两种不同口径弯管在不同的压力、温度和流速工况下展开冲蚀仿真研究。研究发现温度对冲蚀结果影响较大,原油输送温度为60℃,输送速度为4m/s时,弯管的弯头平均冲蚀率达到较低值。DN50弯管的冲蚀位置分布在45°～75°位置,DN100弯管的冲蚀位置分布在60°～75°位置,研究结果为原油输送管路安全防护提供一定参考依据。     

在气力输送弯管中炭黑的输送特性分析

研究炭黑(固相颗粒)在气力输送通过弯管时,弯径比(δ)对输送弯管内压力损失和固相颗粒运动速度以及弯管内壁磨损的影响。当δ小于5时,随着δ的增大,输送弯管内压力损失减小和固相颗粒运动速度增大,弯管内壁磨损程度降低;当δ增大到5后,输送弯管内压力损失和固相颗粒运动速度以及弯管内壁磨损速率变化放缓。设计炭黑气力输送弯管时,δ在5～7范围内既可以使输送弯管内壁磨损程度和输送能耗降低,又可满足输送管道布局和工艺要求。     

水力压裂管柱弯管处的固体颗粒冲蚀研究

为了研究固/液两相流体对压裂管柱弯管处的冲蚀问题,运用DPM冲蚀模型对弯管处在不同固相颗粒体积分数条件下的冲蚀进行计算与分析,追踪固体颗粒粒子路径,研究结果表明:弯管内壁管径最大区域最易产生冲蚀;在不同固相颗粒体积分数条件下,弯管最大冲蚀率随着固体颗粒含量的增加而增加,且固相颗粒体积分数与弯管的冲蚀率呈线性变化趋势。     

水平90°弯管内盐泥浆输送压力损失研究

为得到盐泥浆在水平弯管内输送过程中的压力分布规律,探究管道直径、输送速度、输送浓度对压力损失的影响,对盐泥浆在水平弯管内的流动状态进行三维数值模拟,采用仿真与实验相结合的方式,分析了管道直径、输送浓度和输送速度对弯管段压降的影响。结果表明：弯管段压力损失随着管道直径的增大而减小,随着浆体流速的增加而增大,随着输送浓度增加而增大。设计正交实验发现各因素对弯管段压力损失影响大小顺序为：管道直径>输送速度>输送浓度。     

数值研究液-液水力旋流器内颗粒浓度分布特性

根据计算流体力学(CFD)的原理和方法,应用Fluent软件对液-淡水力旋流器内部颗粒浓度分布进行数值模拟,得到了不同进口流量和不同进料浓度下旋流器内各个截面上浓度分布情况.结果表明:旋流器内各截面上浓度变化曲线呈现抛物线型;进口流量越大,在管壁处浓度值越小,油滴不断向管芯聚集;进料浓度越大,在旋流器的大部分区域中,浓...     

中心气升式气固环流反应器中的颗粒速度分布

在一套连续进料的中心气升式气-固环流反应器装置上,考察了不同操作条件下各分区颗粒上行运动速度、下行运动速度及时均速度沿径向的分布规律,并与间歇操作时颗粒速度沿径向的分布规律进行了对比。研究发现,随着导流筒表观气速的增加,底部区域、导流筒中不同轴向截面处颗粒的上行运动速度和时均速度增加,下行运动速度减小,颗粒的环流速度增加。在相同的表观气速下,与间歇操作相比,连续操作时底部区域环隙下方颗粒的时均速度增加,主体向下流动;导流筒进料影响区颗粒的时均速度减小,返混增强;颗粒的环流速度增加。     

垂直螺旋输送机中颗粒速度的分布

采用离散元方法对垂直螺旋输送机中颗粒的流动进行模拟计算,得到颗粒圆周速度、轴向速度、自转角速度在螺旋空间中的分布. 结果表明,颗粒圆周速度最大在叶片工作面径向位置33 mm处,右下区域内圆周速度变化明显,颗粒受周向剪切力较大. 随径向距离增加,底层颗粒与叶片的圆周速度差变大,至近料槽壁处达峰值,导致叶片远端和边缘处磨损较大. 较大颗粒轴向速度区域在颗粒床中层,最大值在近料槽壁处叶片工作面上方22 mm处. 在左下角出现颗粒流滞流区,颗粒轴向速度小于0.1605 m/s,有些甚至小于0.09625 m/s. 螺旋叶片工作面附近颗粒自转角速度较大,最大值在叶片边缘,且高自转角速度的颗粒都集中在颗粒群下层.     

蒸汽重整处理核电厂放射性废树脂的探讨

核电厂在运行过程中会产生大量难以处理的放射性废树脂,目前我国在役核电厂对其采取暂存或水泥固化等增容处理方式,急需一种安全有效且二次污染小的高效减容技术。 THORSM蒸汽重整技术由于其非高温反应、无液体废物、有机物无机化、废渣稳定等优势而被美国能源部采纳并应用达15年。通过追溯其技术原型,从其工艺原理和技术特点探讨了其处理放射性废树脂的可行性,为该项技术的引进或自主化研发提供有益的借鉴。     

垂直上升气液弹状流中含气率分布的实验研究

彩和光导纤维探针和美国柯达公司生产的ＥＫＴＡＰＲＯ１０００型高速动态分析仪研究了生趣直上升管内气液两相弹状流中含气率分布,获得了有关弹状流入口区及充分发展区相分布的实验数据。     

水力喷砂射孔内流动状况数值模拟研究

目前,随着油田的不断开发,水平井水力压裂是油田增产增注的有效技术手段之一。喷砂射孔是继常规射孔技术、高压水射流技术之后发展起来的新型油气井完井方式,它是基于水力动量-冲量定律的一种新型工艺技术。它在油气田勘探开发中已发挥重要作用。本文采用数值模拟方法,对于水力喷砂射孔工艺进行研究,从而得到内部流场流动规律,不仅完善了相关理论,同时对现场应用具有重要的指导作用。本文在射流理论基础上,利用通用CFD软件FLUENT,采用非均匀化正交网格,应用修正的湍流计算模型以及欧拉多相流计算模型,对水力喷砂射孔内流场进行数值计算研究,分析了轴向速度和压力的变化规律,从理论上阐述了水力喷砂射孔的工艺过程给出了水单项射流及液固两相射流湍流场的基本特性。     

两相均流板对弯管中气固两相运动分布特征的影响

针对燃煤电厂烟气污染物脱除设备入口弯管内气固两相分布不均的问题提出一种新型两相均流板,采用CFD数值模拟首先对比分析了安装两相均流板与常规导流装置的均流效果,之后详细研究了新型两相均流板对弯管水平出口管道中气流速度、颗粒质量分布规律的影响以及板型及板间夹角对两相均流板均流效果的影响,并结合Design-Expert响应面法获得两相均流板的最优结构,将最优结构应用于工业性实验中,最后将计算结果与工业性实验数据进行了比较。结果表明:弯管内安装两相均流板较安装导流板/三角翼挡板气固两相均流效果更优,既可以使气固两相均匀分布又可以有效降低系统的压阻;随板间夹角的增大,管内的气流速度分布以及颗粒的质量浓度分布呈阶段性变化,而管内的压降则随板间夹角增大而增大;最佳两相均流板结构为夹角为75.49°的直板型两相均流板。模拟与实验结果吻合较好,利用提出的数值模拟方法可以详细真实地模拟计算大型及具有复杂内部结构的除尘器入口弯管中气固两相流动。     

分布板对液固流化床换热器颗粒分布的影响

以三维Navier-Stokes方程为控制方程,结合k-ε二方程湍动模型,以直径为1 mm刚玉球作为颗粒相,水为流动相,采用隐式有限体积法对流化床换热器内的液固二项流动进行数值模拟.研究了换热器下管箱安装分布板与否及分布板板面结构形式对颗粒分布的影响,并通过下管箱内压力分布的实验结果对所采用的数值计算方法进行验证.结果...     

液固分布器的数值模拟和结构优化

流化床内液固两相流的均布问题一直是制约流化床发展的难点。本文采用颗粒动力学双流体模型来描述液固两相流,应用CFD方法模拟了二维液固流化床换热器下管箱中的流场流动特性,并用模拟手段优化了下管箱中液固分布器的结构参数。模拟结果与试验值吻合较好,模拟结果表明：在V型挡板角度小于滑落角的挡板型式下,多孔板的开孔率在35%左右,开孔直径大小在12mm左右时,下管箱中固含率的不均匀度最小,这种结构参数下液固分布器的分布效果最好。     

喷嘴收缩角度对射流反应器内颗粒浓度分布及发展的影响

为了强化气固射流反应器内颗粒弥散和气固混合性能,采用光纤探针对不同喷嘴收缩射流颗粒浓度分布规律及其发展特性进行了研究;考察了射流速度和颗粒负载率对颗粒浓度分布、质量、动量和回流通量的影响。结果表明,喷嘴收缩效应使颗粒向射流轴线汇聚形成局部浓相区,收缩角的增大使浓相区向喷嘴靠近。回流卷吸和壁面效应的共同作用使颗粒浓度沿径向呈“多段式”分布特征。颗粒在射流轴线的汇聚和边壁区的富集降低了颗粒分布的均匀性。在射流近场,颗粒的质量和动量通量主要发生在射流剪切层;随剪切层的发展其通量峰值向边壁移动,而近壁区的颗粒回流使质量和动量通量显著增加。     

密相输运床径向颗粒体积分数分布的研究

在提升管高17 m,内径0.102 m的密相输运床冷态实验装置中,采用B类石英砂颗粒,针对径向颗粒体积分数分布进行了研究。结果表明,径向颗粒体积分数分布不均匀:提升管中心至近壁面附近(r/R=0—0.7),颗粒体积分数较低且基本一致;近壁面处(r/R=0.7—0.9)颗粒体积分数显著升高;壁面附近(r/R=0.9—0.97)达到最大。增加固体循环流率或降低提升管气量,各径向位置颗粒体积分数都增加。其中壁面附近最为明显,提升管中心至近壁面附近变化较小。文中建立了径向颗粒体积分数分布描述关系式,对于A类颗粒和B类颗粒实验结果都能较好地预测。     

放射性废树脂液位/界面在线测量技术的研究及应用

设计一种新型放射性废树脂液位/界面在线测量系统,实现液位和界面的分开测量。从外形尺寸、材料和重量方面改进了重量传感器,介绍了树脂界面计的操作要求。试验结果表明：该测量系统数据准确、测量稳定,解决了工程上废树脂界面测量困难、仪表安装困难和仪表被树脂掩埋的问题。     

水平管道内固液两相流流动特性的CFD模拟

引言固液两相流管道水力输送技术始于20世纪初,现已广泛应用于能源、化工、石油、矿业、水利、冶金及环保等各工业领域,量化管道内固液两相流流动特性对于指导输送系统的安全运行及优化设计尤为关键。长期以来,两相流复杂的力学特性给