同向啮合型双螺杆反应器三维流场数值模拟

利用计算流体力学方法,以抚顺石化公司化塑厂在役双螺杆反应器熔体输送段为研究对象,对聚乙烯熔体在同向啮合型双螺杆反应器中的流动进行了三维等温非牛顿流场分析,求出了速度场、压力场、粘度场的基本规律以及螺杆特性曲线.结果表明,聚乙烯熔体在同向啮合型双螺杆反应器中得到了充分的混合.     

螺杆反应器几何结构参数确定

从基本几何学理论出发,推导了单螺杆和同向紧密啮合双螺杆反应器的几何结构参数计算式。对双螺杆的同向紧密啮合过程作了详细描述,导出了双螺杆反应器的空隙体积、横截面积和表面积计算式。     

反应型双螺杆挤出机的特点及应用

反应型双螺杆挤出机与传统的反应器相比,具有停留时间分布窄、脱挥效果好、反应动力强、传热效果好、停留时间分布可控等优点。本文举例说明了反应型双螺杆挤出机在聚合物反应、脱挥领域的应用情况。     

新型三螺杆反应器挤出过程有限元分析

利用有限元法对聚乙烯熔体在新型一字型排列三螺杆反应器中的流动情况进行了有限元分析,计算了三螺杆反应器整个流道的速度分布、压力分布和粘度分布.利用速度场和压力场编制了后处理程序,计算了新型三螺杆反应器的挤出特性参数.计算结果表明,三螺杆反应器在物料输运、分散性混合以及分布性混合能力等方面都具有较好的应用特性.     

固定床反应器场分布计算机模拟研究进展

固定床内的局部流动和传热过程直接影响反应产率和反应器结构安全,对于固定床反应器内部反应特征研究一直是一个颇具挑战性的问题。实测法和数学模拟的方法广泛应用于该类反应器内部压力场、温度场以及流动特性等场分布的研究。本文综述分析了固定床反应器内部场分布计算机模拟研究进展,从宏观尺度、介尺度、微尺度对研究内容和研究方法进行探讨,对该方面的后续研究做了展望。     

双螺杆泵在尿素脱蜡装置中的应用

介绍了双螺杆泵在尿素脱蜡装置上的应用,对双螺杆泵的节能效果及优化操作进行了详细的探讨,分析了应用双螺杆泵取得的经济效益。     

基于多孔介质加氢裂化反应器多相流数值模拟

采用欧拉多相流模型,通过建立多孔介质能量守恒模型、热量传递模型和质量传递模型,对加氢裂化反应器内的多相流动、传热和传质进行了数值模拟计算,得到了反应器内多孔介质床层的速度场、温度场、浓度场和压力分布。结果表明,多相流模型的选取、传热传质模型的建立、油品物性的计算和边界条件的设置能够较准确地描述三相流动状态及其分布状态。反应器入口处的流动状况将直接向内部传递,壁面流随流动而发展,其宏观描述为：在出口床层处径向体积分率曲线出现拐点,进而使流体在催化剂床层径向和轴向分布不均匀,气化率得到提升。为了获得反应介质与催化剂充分混合的流体分布状态,有效利用催化剂,反应器入口处的流动状态必须得到优化。     

环管喷射反应器气相流动数值模拟

利用三维k -ε湍流模型 ,建立了数值解法和计算程序 ,对环管喷射反应器混合室流动场进行了冷态数值模拟研究。模型成功地预报了混合室流动特性以及气流平均速度和压力的分布。为环管喷射反应器的设计、放大提供了理论依据。     

基于Fluent的旋流混合反应器模拟与优化

为了提高含油污水处理中药剂的混合效率,基于流场强度理论和Fluent软件,建立旋流混合反应器三维几何模型,对污水加药旋流混合反应器内流场进行模拟,研究了污水处理量、污水含油质量浓度、反应器直径和筒体高度对药剂混合效果的影响,并优化了旋流混合反应器的结构参数。研究结果表明:随着污水处理量的增加,药剂混合效果增强;污水含油质量浓度对药剂的混合效果无明显影响;在一定程度上减小旋流混合反应器直径可强化混合效果;当直径为200 mm、筒体高度为300 mm时旋流混合反应器达到设计处理量下的最佳综合混合效果。所得结论可为旋流混合反应器的设计与优化提供指导。     

甲基氯硅烷合成流化床反应器多尺度模拟

针对直接法合成甲基氯硅烷流化床反应器,采用基于欧拉-欧拉多相流模型的计算流体力学方法对反应器内流场进行了模拟计算,建立了以两相流为基础的流化床反应器多釜串联模型,模拟计算了不同条件下的反应器出口状态,并采用工业数据对动力学模型参数进行了修正。实验结果表明,流化床内部达到稳定状态时,床层高度为11.7 m,固体均匀分布,固体体积分数为0.63;模拟计算得到的反应转化率和选择性与工业数据吻合良好,不同工艺条件模拟计算表明在温度达到310℃时主产物二甲基二氯硅烷收率达到最高,相关研究结果可为甲基氯硅烷合成工业反应器的设计和优化提供参考。     

气液两相流与油水两相流流型现状研究

开发石油的过程中,油井采出物一般不仅仅是原油,而是原油及其伴生天然气。本文总结了多相混输过程中的气液和油水两相流的流型现状。     

非环状流气井两相流机理模型

针对目前气井两相流模型难以正确预测非环状流气井井筒压降和微观流动参数的问题,建立了非环状流气井两相流机理模型.首先基于液滴受力平衡和液膜桥接原理,提出了气井非环状流流型判别方法;其次根据非环状流中泰勒泡和液塞交替上升的流动特征,建立了单元体压降模型,封闭关系式中泰勒泡上升速度基于漂移模型得到,液塞含气率由Schmidt实验数据得到.38口非环状流气井数据评价表明,非环状流模型预测压降的相对误差仅为-1.464％.该模型能够精细描述非环状流气井多个微观参数,且计算简单.     

涡轮钻具内部流场的三元流计算与研究

根据叶轮机械三元流动的普遍理论和涡轮钻具叶轮具体边界问题，建立了三元流动计算的数学模型，推导出了适用于叶轮机械三元流动计算的流函数方程，将三元流动计算流函数法成功地运用于涡轮钻具叶栅的数值计算。编制了计算SI流面（叶片到叶片间回转面）速度分布的计算机程序，并对几种涡轮钻具实例进行了数值计算和流动分析，同时进行了涡轮钻具台架性能试验。通过对理论计算和试验结果对比分析，指出了几种涡轮钻具叶片的不足。     

新型流量自动调节阀的研制

结合油田注水井监控装置的需要，设计了一种流量自动调节阀，用来配舍注水井监控装置的使用。该调节阀具有结构简单、耐高压、耐腐蚀、寿命长的特点；减速机装置采用行星传动机构，具有减速比大、传动效率高、体积小、质量轻的特点。目前，该装置在油田应用60余台，运行良好，满足了油田注水的要求。     

低黏液体井筒携砂流动规律及特征流速实验

固体颗粒在井筒中的流动规律是石油工程领域中钻井携岩和携砂生产过程涉及到的基础性问题之一,其中的携砂（岩）流速是上述工程问题的主要设计参数之一。提出了井筒中固液携砂流动的3个特征流速,分别为静水沉速、悬浮流速和携砂流速,并给出了其界定方法。使用井筒携砂流动综合模拟实验装置进行了液体黏度为1~23 mPa·s、井筒倾角为45°~90°、石英砂和陶粒尺寸为0.05~1.5 mm、井筒内径为40~100 mm范围条件下的特征流速敏感性测试实验,得到了低黏度条件下静水沉速、悬浮流速、携砂流速随颗粒尺寸、流体黏度、井筒倾角、井筒直径、材料密度的定量敏感关系和规律。利用实验数据拟合了静水沉速、悬浮流速和携砂流速三者之间的经验关系。结果表明,在相同的条件下,液体流动对颗粒的悬浮流速约为颗粒在静水中沉降速度的80.43%,这与传统将静水沉速视为临界携砂流速的观点不同;合理携砂流速约为悬浮流速的3.73倍,可以达到快速携砂要求。针对现有直接根据静水沉速计算携砂流速所存在的问题,给出了一套利用3个特征流速完成合理携砂流量设计的流程和方法。     

流体流动的预测

本文通过讨论多相流流动过程中流型的变化,分析了流型变化的规律及变化的原因。     

流动层析成像技术在多相流流型识别与计量中的应用研究

多相流流型识别一直是多相流研究领域难度最大的课题之一 ,流动层析成像技术是进行多相流流型识别、显示及计量的一种新型检测手段。文中概述了国内外主要流动层析成像技术在应用研究方面的进展情况 ,并重点阐述了中国海洋石油总公司与中国科学院力学研究所在电阻流动层析成像技术方面和多相计量方面所开展的研究工作及取得的初步研究成果。虽然流动层析成像技术目前还未应用于工业现场 ,但相关研究工作的开展无疑为流动层析成像技术的深入研究及其在多相流可视化与计量技术方面的应用奠定了基础。     

欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型

利用流体力学的质量守恒方程、动量守恒方程和地层的渗流力学方程,建立了欠平衡钻井油气藏与井筒耦合流动模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解.所建立的欠平衡钻井油气藏与井筒耦合模型能模拟主要油气藏类型欠平衡钻井过程中油气藏流体与井筒内流体的耦合流动,模拟地层油、气的流入对井底压力的影响.欠平衡钻井过程中,不同类型油气藏和井筒流体耦合流动时地层油/气进入动态不同,地层油/气的进入对井底压力的影响规律也有很大区别.计算结果表明地层油/气的流入可以使井底压力下降0.03～2.50 Mpa,因此在欠平衡钻井设计中,应充分考虑产层段油/气流入对井底压力的影响.     

热油管道流态界限划分及层流摩阻计算

热油管道在输送过程中，由于温度逐渐降低，油流粘度增大，流动状态可能由素流变为层流。流态变化所产生的摩阻损失不仅与原油物性有关，还与管道的热力务件有关。径向温降是影响热油管道层流状态摩阻损失的一个重要因素。本文根据能耗的连续性和合理性确定出流态划分的界限，并根据水力学公式和热力学公式，确定热油管道层流状态下的摩阻计算方法。     

考虑非达西的半球面流气井产能公式推导

对于底水气藏,为了防止或减缓底水锥进,通常只打开气层顶部,此时井底附近气体流动不再是平面径向流,而是半球面流;地下储气库注气时,气体从井底往地层的渗流也类似于半球面流,并且上面两种情况中井底附近均为非达西流动。然而,目前已知的文献中,尚查询不到关于考虑非达西流动的半球形气井产能公式的推导。在实际的气井计算中,若不考虑非达西,会产生很大的误差。本文对非达西的半球面气井产能公式进行推导,并通过气藏实例分析,表明不考虑非达西流动计算的气井产能将产生较大误差,用本文推导的公式进行计算更接近气井的实际情况。