混合物非平衡气液两相临界流动压力计算模型

气液两相临界流动压力是气液两相输送系统中安全阀尺寸设计、孔口泄漏速率计算的关键参数,现有的临界流动压力计算方法主要是针对单组分流体建立的,对多组分混合物的适用性差。针对这一问题,基于现有的非平衡均相流动(HNE-DS)模型和适用于多组分混合物的Peng-Robinson状态方程,推导了新的非平衡压缩系数表达式;通过拟合实验数据,得到新的临界流动压力比和非平衡压缩系数关联式,建立了改进的HNE-DS模型。结果表明:对于单组分流体,改进HNE-DS模型计算的临界压力比与实验值之间的平均相对偏差为3.3%,较原模型减小了1.6%。对于多组分混合物,改进HNE-DS模型的计算值更接近实际情况。成果为准确计算多组分混合物的临界流动压力提供了依据。     

圆排波瓣喷管引射器高效掺混流场数值计算

采用贴体曲线坐标、SIMPLEC算法和完全压力修正,在非正交性非常大的结构型同位网格上求解了圆排波瓣喷管引射器内流场的不可压Navier-Stokes方程,湍流采用标准k-ε涡黏模型.计算得到了引射器中热混合效率沿混合管轴向的变化规律和流向涡的演变规律.混合管中的流向涡阵列大大强化了主次流的掺混.但该型引射器的总体热混合效率不高,实验的3种主流温度下最大热混合效率为0.874.将混合管出口截面速度分布和温度分布的数值模拟结果与实验值比较,两者比较一致;模拟结果与混合管沿轴向的静压系数分布规律实验值也基本相同.     

均相平衡和非平衡方法计算两相流泄压阀

在化工厂中,两相流泄放阀是普遍存在的,每当进入的流体是饱和或过热的液体,由于压力的降低就会在喷嘴或阀门中发生闪蒸流动,此时通过阀门的流体不完全是液体,还伴随着大量的气体,气体会降低阀门的有效泄放能力,本文通过对目前被认可的等熵做为热力学假设,对两相流的安全泄压阀定径计算做了简要的介绍,展示了作者的实际工作中使用的设计软件,数据计算结果,对均相平衡和非平衡方法做了推导,并对计算结果做了比较,提供的计算模型既有被API521和ISO4126-10认可的,也有没有被其采纳的,以期能对两相流的安全泄压阀定径计算这一难点提供进一步的探讨。     

湍流模型在圆管螺旋流场模拟中的应用与对比

基于计算流体动力学分析软件Fluent,分别采用标准k-ε模型、RNG k-ε模型、Realizable k-ε模型及雷诺应力方程模型(RSM)4种湍流模型,对环空圆管内螺旋流单相流体流动进行模拟。重点分析了不同湍流模型计算的速度、速度矢量及涡量场分布,得出在模拟螺旋流道内强旋流方面,RSM具有更为明显的优势。利用量纲一分析方法将数值模拟结果与其他研究者的PIV实测结果对比,验证了RSM数值模拟结果的准确性。从量纲一压力随轴向位置变化曲线来看,环空圆管螺旋分离器虽然结构简单,但依然存在较为复杂的湍流流场分布,如何形成高效、稳定的分离流场是接下来研究的重点。     

官能团模型在非理想溶液汽-液平衡和精馏计算中的应用——UNIFAC和Wilson模型的比较

本文对28个二元和多元系统试验了UNIFAC模型的应,并对该模型在汽-液平衡和精馏计算中所得的结果作一介绍和分析,从而对该模型的实际应用价值作出了估计。     

水蒸气超音速非平衡流动的变压凝结特性

对水蒸气超音速非平衡凝结流动进行了数值模拟,研究了水蒸气超音速流动过程中的非平衡相变及凝结激波现象,揭示了激波与核化凝结流动之间相互作用的非平衡流动规律。着重研究了水蒸气超音速非平衡凝结相变的变压凝结特性,归纳了压力对核化凝结、激波形态的影响规律,给出了进口蒸汽压力变化对蒸汽过饱和度、蒸汽核化率等凝结参数的作用规律。     

UNIFAC模型在固-液平衡计算中的应用

利用相平衡原理,并结合UNIFAC模型,建立了固-液平衡条件下求取溶质在溶剂中的溶解度的方法。经多组数例考核,运算结果与实验值吻合较好。     

非平衡级模型在醇胺脱硫模拟中的应用

介绍了基于速率的非平衡级模型——RATEFRAC,以及该模型用于醇胺脱硫的结果。通过与平衡级模型的比较,阐述了非平衡级模型的特点及应用前景。     

两相分散流在天然气管道中的非等温瞬态模型研究

在两相流管线中的任意部分，因速率，压力或温度造成的非稳态或瞬态两相流可能会持续几秒到几个小时。总的来说，这些变化的数量级比瞬态单相流的更长。引发这一现象的主要原因是当两相混合时，波传播的速度明显更慢，动量和能量的进一步波动使该问题复杂化。这主要由于在精确建立两相流模型时对数值的预测存在困难，因为在这个重要的领域，这种类型的论文仅限于极少的且能够直接适用于石油与天然气工程的研究。在石油工程的文献中，两相传输现象的可用信息十分有限，在大多数关于气体两相流的出版物中，都假定在全线管长中温度为常数。解决的方法是全隐式有限差分法。当使用最大时间步长从而最大限度地减少了计算时间时，该方法对天然气管道模拟是稳定的。该算法是基于Newton-Raphson方法，用于解决通过管道两相流的非线性有限差分热流体方程。     

两种湍流模型在多孔孔板流场数值计算中的比较

根据多孔孔板流量计的流场特点选择SST四方程和SST k-ω湍流模型对多孔孔板进行仿真计算,将流出系数计算结果与实流实验结果进行比较。结果表明:相对于SST k-ω湍流模型来说,SST四方程湍流模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,而且雷诺数较小时计算精度较高。另外,多孔孔板流量计的环隙比接近1时流出系数线性度最好,达0.8%;环隙比远小于1时流出系数线性度最差,为3.6%。     

UNIFAC模型在非理想多组分扩散系数计算中的应用

引　言对于非理想体系的多组分扩散 ,由于各组分分子之间存在强烈的相互作用而导致许多“奇异”的扩散现象 ,如渗透扩散、扩散障碍和反向扩散等[1] ,进行扩散通量计算必须考虑热力学非理想性对扩散的影响 .基于不可逆热力学理论的多组分扩散的Max well Stefan方程采用热力学因子矩阵Γ描述非理想性对扩散的影响 ,已经广泛用于单相内扩散、相际传质、催化剂和吸附剂内扩散以及膜分离等有关扩散过程的研究[2 ,3 ] .估计热力学因子的主要困难在于各组分活度系数对组成导数的计算 .目前应用较成熟的活度系数模型 ,如基于局部组成概念的Wilson…     

常压水煤气部分甲烷化物料平衡和能量平衡计算模型

本文闸明了常压水煤气部分甲烷化物料平衡和能量平衡计算模型。提出了于基物料平衡计算公式。讨论了工业甲烷化催化剂基本参数和干基收缩比的计算方法。分析了甲烷化热效率的构成。     

四种活度系数模型在汽-液平衡和精馏计算中的应用和比较

作者将最近十余年来发展的四种活度系数模型（Wilson、NRTL、McCann和UNIFAC）与维里方程及三对角矩阵法相结合,成功地应用于各类非理想溶液精馏过程的严格计算。所编的NIDISTL精馏计算程序曾先后对33个精馏系统进行过百余次考核运算。 为对这些活度系数模型作一平行的比较,本文选取了18组二元汽-液平衡实验数据,用非线性最小二乘法分别确定Wilson、NRTL和McCann方程中各对二元参数值。所得参数值被应用于预测18组二元系和8组由此导出的多元系泡点汽-液平衡数据,并与UNIFAC官能团模型的预测结果及实验数据作比较。 通过四个精馏计算的示例,可以说明采用下同活度系数模型时的收敛特性和计算结果是一致的。本文对各模型所算得的温度、流量和组成分布作了比较,并就某些情况下可能出现较大偏离的原因进行了讨论。     

均一平衡模型用于两相流安全阀泄放面积的计算

介绍了根据等熵过程的积分计算两相流或单相流安全阀泄放面积的均一平衡模型(HEM);通过两相流实例,计算了安全阀泄放面积,并与w因子计算方法进行了比较,结果表明,2种方法的计算结果完全一致。     

氯化锶非平衡吸附动力学模型及其在制冷中的应用

为了研究氯化锶混合吸附剂-氨气工质对的非平衡吸附动力学模型,对混合比例为4:1(氯化锶:膨胀硫化石墨)的氯化锶-膨胀硫化石墨混合吸附剂的吸附与解吸性能进行了测试与研究。发现其非平衡吸附过程是双变量控制过程而不是单变量控制过程。通过对其等压吸附/解吸过程及解吸滞后现象进行进一步分析,建立了氯化锶混合吸附剂的动力学模型。分别用理论、实验及模型数据拟合吸附制冷过程的COP和制冷量,结果表明,所建立的非平衡动力学模型的拟合结果和实际结果吻合得很好。例如在蒸发温度为0℃、环境温度为25℃、热源温度为90.5℃以上时,拟合COP所带来的最大误差只有1.0%,而理论的平衡吸附性能计算所带来的最大误差为25.8%;理论得到的制冷量比实际值偏高188.1%,而拟合值只比实际值偏高2.1%。     

氯化锶非平衡吸附动力学模型及其在制冷中的应用

为了研究氯化锶混合吸附剂-氨气工质对的非平衡吸附动力学模型,对混合比例为4：1（氯化锶：膨胀硫化石墨）的氯化锶-膨胀硫化石墨混合吸附剂的吸附与解吸性能进行了测试与研究。发现其非平衡吸附过程是双变量控制过程而不是单变量控制过程。通过对其等压吸附/解吸过程及解吸滞后现象进行进一步分析,建立了氯化锶混合吸附剂的动力学模型。分别用理论、实验及模型数据拟合吸附制冷过程的COP和制冷量,结果表明,所建立的非平衡动力学模型的拟合结果和实际结果吻合得很好。例如在蒸发温度为0℃、环境温度为25℃、热源温度为90.5℃以上时,拟合COP所带来的最大误差只有1.0%,而理论的平衡吸附性能计算所带来的最大误差为25.8%;理论得到的制冷量比实际值偏高188.1%,而拟合值只比实际值偏高2.1%。     

非平衡级模型在乙烯生产汽油分馏塔模拟计算中的应用

该文针对汽油分馏塔的特点,引入非平衡级模型,并通过应用该模型对实际过程的模拟计算说明,非平衡级模型是对汽油分馏塔进行模拟计算的有效方法。该文指出,非平衡级模型通过引入传递速率及界面相平衡方程,避免了平衡级计算中由于两相主体流相平衡假设及板效率所带来的模拟计算误差。但是,能否给出特定填料准确的传递速率关联式对于非平衡级计算是十分重要的。因此,该模型的普遍应用依赖于这方面的深入研究。文中计算公式从略。     

NULL和WILSON热力学模型在离子交换平衡系统中的应用研究

本文为应用Null和Wilson模型来描述Na~ —Ht体系的离子交换平衡,其结果今人满意。全文详述了理论处理和实验方法的具体过程,采用了NaCl溶液与H~-型国产732~*磺酸型树脂的平衡体系,在温度为25℃,溶液总浓度为0.2N、0.4N的条件下所测得的。实验数据通过理论计算所得的热力学平衡常数基本上为一定值。由本模型计算所得液—固两相的平衡组成与实验值偏差平均为5.1％,最大不超过9.3％。     

PP/EVAC在拉伸流场中的相形态演变

将质量比为70/30的PP/EVAC进行共混,用单螺杆挤出机经收敛形口模挤出,考察了共混物在挤出方向和不同口模位置处的相形态。结果表明,经过螺杆剪切作用后,分散相呈片层状与纤维状结构。该分散相在口模中流动受拉伸流场作用,片层状分散相演变成截面似"哑铃形"的片层状结构,其较薄部分持续变薄甚至破裂,形成尺寸较小的片层状结构;同时纤维状分散相被拉伸变长,直径减小。     

焦炉煤气脱硫吸收塔两相流场计算流体力学数值模拟

以商业化软件FLUENT为计算平台,将计算流体力学(CFD)与两相流流动结合起来预测复杂吸收塔内的两相流动情况。计算在三维体系中展开,在满足收敛以及质量守恒条件后,得到了稳态条件下的单相流场,并引入欧拉多相模型和多孔介质模型,对单相流含填料流场和两相流场进行了计算。计算结果表明,使用标准k-ε湍流模型和欧拉-欧拉多相流模型可以模拟出脱硫吸收塔内的复杂流场,呈现出极好的对称性并且流场的各项性质定性正确,可以确定塔结构及操作参数均已达到要求;多孔介质项对于塔内两相逆流的速度差起到了较好的平衡作用,与填料塔中的预期结果定性相符,同时说明该模型可以较好地完成对散装填料的模拟,在计算中表达出其应有的性质。