水煤浆管道输送压力降的计算方法探讨

根据上海焦化有限公司德士古煤气化装置的实测运行数据得到表述摩擦因子的关联式,用该关联式计算取得的数据与实测值的偏差范围较用Turian方程低。该关联式可以作为工业规模水煤浆输送时计算压力降的依据。同时对该装置水煤浆管道输送的临界流速及维持水煤浆均相流动的最低流速进行了核算,为今后工程设计及生产操作管理提供了依据。     

神府煤水煤浆管道输送试验研究

为获得神府煤水煤浆最佳管道输送参数,进行了水煤浆流变性试验,确定了水煤浆临界剪切速率。通过水煤浆剪切速率和剪切应力的关系确定神府煤水煤浆流变性模型,拟合出适于神府煤水煤浆流变性的数学方程。在不同管道直径和水煤浆浓度下,研究了水煤浆平均速率对管道压力损失的影响,得到了最佳水煤浆管道输送参数。结果表明:神府煤水煤浆临界剪切速率为40.74 s-1,水煤浆拟合后的流变方程符合宾汉塑性体模型,适宜泵送和管道输送。低浓度、低黏度的水煤浆更适合管道输送。在水煤浆平均流速相同的条件下,管道直径越小,管道压力损失越大。管道直径为200~300 mm时,神府煤水煤浆在管道输送中的压力损失在工业应用合理范围内,适宜管道输送。     

粉煤灰中浓度气力输送管道压降研究

对于粉体气力输送流动区域划出中等浓度区，使浓相输送与稀相输送的区分变得清楚、分析了粉体气力输送管道压降的主要影响因素，在量纲分析基础上，对中浓度气力输送提出一个比较简洁的管道压降关联式，与文献的实验数据进行拟合，结果表明该式可以很好地描述粉煤灰中浓度气力输送管道的总压降。对于给定的一个相图，该式的系数k、有一固定的数值；此值与物料质量流率（或气体质量流率）、料气比无关。     

水平直管内冰浆流动压降分相叠加算法

管道压降是冰浆管道输送系统中重要参数,获知冰浆管道压降对于指导冰浆管道输送有着重要意义。为获得冰浆管道设计过程中有效的压降计算方法,以水平管内冰浆的非均质性流动过程为研究对象,从固液相间的相互作用引起能量耗散的角度出发,参照Molerus砂浆非均质性两相流流动压降计算方法,结合冰浆自身的物性特征,发展了适于冰浆非均质性管流的固液相间相对速度图,总结出冰浆非均质性流动压降的两相叠加算法。结果表明,在冰粒子浓度从3%至30%的范围内基于分相叠加算法所获得的阻力计算结果与文献实验值吻合良好,与此同时,此算法还能够进一步量化出固相压降所占份额随冰粒子浓度及流速的变化关系。     

气固提升管内颗粒浓度的分布与计算

以实验数据为基础并结合文献研究结果,阐明提升管气固上行两相流颗粒浓度的轴向和径向分布特征,建立充分发展段气固两相流与管壁间摩擦压降的计算模型,改进由测试压力梯度计算颗粒浓度的准确性,并提出充分发展段截面平均颗粒浓度关联式和局部颗粒浓度径向分布关联式。     

石灰石粉密相气流输送中试研究

用石灰石粉进行长度分别为62m和167m两种不同输送距离、管径为80mm的中试研究，通过获得的有关水平管、垂直管、弯管的压降数据及不同输送距离条件下的固气比数据，提出了密相技术输送这种粉料的压降的关联式和固气比关联式，再通过计算程序，可以较好地模拟实验过程，说明所获得的计算关联式可以用于石粉输送的工艺设计，为石粉的输送工程设计奠定了基础。     

甲烷二元体系的固液相平衡预测

超导能源管道是以液化天然气（LNG）冷却超导电缆,实现两种能源同时输送的前瞻性能源输送技术。超导能源管道的经济运行温度一般在77~100 K,而在此温区LNG有凝固风险,因此必须研究LNG主要成分的固液相平衡特性。为此,针对甲烷+乙烯、甲烷+乙烷、甲烷+丙烷、甲烷+正丁烷、甲烷+正戊烷5种二元混合物,借助以PR-vdW为代表的状态方程法,以NRTL、WILSON、UNIQUAC等模型为代表的活度系数法,基于所研究体系的二元汽液相平衡数据,回归二元相互作用参数,预测其二元固液相平衡,预测结果与文献数据进行了比较。结果表明,PR-vdW方程对5种甲烷二元体系的固液平衡预测结果最好。进而研究了PR-vdW方程中二元相互作用参数对甲烷二元体系汽液平衡及固液平衡计算结果的影响,分析了模型对温度的依赖关系。     

水煤浆管内流动的相似准数及其阻力特性

在分析水煤浆“滑移层”内流动的基础上,导出了表征水煤浆流动状态的相似准数——广义雷诺数Re_g。结果表明,它不仅适用于管内存在滑移的具有广义宾汉体和宾汉体性质的水煤浆流动,且同样适用于非牛顿流体中的宾汉体、幂律流体以及牛顿流体的无滑移流动。同时,水煤浆虽为液固两相非牛顿流体,但其层流流动的沿程能量损失系数的计算公式类似于牛顿流体的简单形式,即λ=64/Re_g。该式的计算精度令人满意。     

迷宫螺旋泵水煤浆输送的CFD模拟及其内部磨损的初步探讨

迷宫螺旋泵是管道水力输送的关键设备,为了揭示其内部高浓度固液两相流动的规律,文章以固液两相流体力学理论为基础,在一定的简化与假设条件下,利用FLUENT中的前处理软件Gambit前处理器建立迷宫螺旋泵的几何模型,应用FLUENT计算流体力学分析软件及Realizable-k-ε模型,对水煤浆高速迷宫螺旋泵内部流场进行数值模拟和仿真,由模拟结果得知压力、速度、浓度、剪应力的分布情况,同时也对其内部的颗粒磨损机理进行了初步探讨。     

料浆管道设计指导手册

固体、液体混合物流经管道时会产生与其流动特性相关的一种复杂现象,其对管道产生的摩擦力的大小,则取决于混合物中含固物的尺寸、分布、形状、密度、浓度以及管道直径、流体平均速度、管道的斜率等因素。当需要固液混合物精确的压力降以及其他数据时,应在诸如GIM水力实验的实验室,根据相应的含有固体输送物的条件进行管道流动试验才能获取。可行性研究及初步设计方案应以上述实验数据为基础。料浆管道设计指导手册可以指导工程师估算料浆管道摩擦力以及选取离心料浆泵。     

中浓度煤浆和高浓度水煤浆的特性分析与比较

中浓度煤浆适用于长距离管道输送,高浓度水煤浆适用于煤气化或锅炉用户使用,因用途不同它们的指标要求也不同。文章从煤浆浓度、粒度分布、流动性和稳定性等主要指标对中浓度煤浆和水煤浆进行了比较,提出了采用中浓度煤浆管道输送、运至用户后再制备成水煤浆供用户使用的模式,可以扬长避短,充分发挥各自的优势。     

低、高压滴流床中压降和持液量计算的统一关系式

基于对滴流床中气液两相流动特征尺度的分析,提出以修正的相摩擦系数对相Reynolds数进行关联,获取低、高压滴流床中压降和持液量计算的统一关联式的方法.对于滴流床中单相不饱和流（液体流动,气体静止）情形,以及低压和高压滴流床中两相流、高气液作用情形,收集了文献报道的不同大小颗粒、不同物系的大量实验数据,以相摩擦系数对相Reynolds数进行关联,得到新的压降和持液量计算式,其物理意义明确,计算精度得以提高.     

具有壁面滑移特性的水煤浆流经局部管件的阻力特性

以水煤浆的流动特性(壁面滑移特性和流变特性)研究为基础,在中试规模的浆体输送装置上研究水煤浆流经90°弯管、突缩管和突扩管的阻力损失。以表征浆体流动特性的广义Reynolds数(Re_g)作为参数,建立了局部阻力系数关联式;考察了弯径比、管径和Re_g对弯管阻力损失的影响,分析了浆体流动特性对突缩管和突扩管阻力损失的影响。结果表明：除突缩管外,采用Re_g作为入口流动状态参数可使流动特性不同的浆体的局部阻力系数试验数据一致;不同弯管的阻力系数随Re_g的增加具有相似的变化趋势,在弯管的流动阻力损失方面不存在动力学相似性。当Re_g<350,突扩管的阻力系数随Reg的增加迅速降低;当Re_g >350,突扩管的阻力系数达到稳定值。在高Reynolds数下,突缩管的阻力系数与浆体的流动特性之间存在显著的相关性,即阻力系数随浓度的增加而增加。     

褐煤腐植酸盐在管道输送水煤浆中的应用

<正> 本文介绍了褐煤腐植酸盐对浓水煤浆流变特性影响的实验数据及其对水煤浆腐蚀性能的影响。管道输送水煤浆的主要任务是获取高浓度、粘稠而稳定的悬浮液并降低它的腐蚀活性。随着水煤浆浓度的提高,水力输送煤的经济效益也得以提高。因此,研究的首要问题是降低水煤浆的有效粘度。文献指出,从褐煤中萃取出的腐植酸钠在降低水煤浆的有效动态粘度和改善水煤浆的流变特性,尤其     

湿气管道积液临界气速预测的新模型

气田开发经常采用湿气集输方案。针对湿气输送管道出现的积液问题,基于分层流最小界面剪切应力准则,利用气液平界面分层流液膜区的速度分布规律,建立了求解积液临界气速的新机理模型。由分层流液膜区的流场描述和气相动量方程得到气液界面剪切应力的表达式;利用界面剪切应力函数曲线特性,可以通过界面剪切应力关于持液率求导获得临界气速。以不同文献中收集的临界气速实验数据,对新模型和其他具有代表性的湿气管道积液模型进行验证对比,表明新模型的预测精度要优于其他模型。     

合成胶乳表观粘度半经验模型

合成胶乳是一种非牛顿型流体，其表观粘度与温度、固含量、流动状态等因素有关。目前见诸文献报道的一般为粘度与固含量的单变量关联式［１］。利用数学回归方法和人工神经网络方法对合成胶乳实验数据进行处理，获得了在一定温度下描述某类合成胶乳粘度特性的两变量半经验关联式。     

新戊二醇在溶剂中溶解度的测定及关联

用带激光监视系统的可控升温速率的溶解度测定装置,测定了温度范围为286.85~332.75K常压下新戊二醇在有机溶剂甲苯、乙酸丁酯、乙酸乙酯,丙酮、苯、甲苯:异丁醇(3:1体积比)、甲苯:异丁醇(13:2体积比)、异丁醇中的固液相平衡数据。运用λh方程和Apelblat方程对所测物系的溶解度进行了关联,其结果表明溶解度方程在上述的研究温度范围和浓度范围内适用,且λh方程优于Apelblat方程。新戊二醇在溶剂中的溶解度的测定与关联为新戊二醇的工业生产、回收提纯以及理论研究提供了重要的固液相平衡数据。     

水平管煤粉密相气力输送堵塞临界状态

以煤粉为实验介质,在输送管内径为10、15、20 mm条件下分别研究了以空气和CO₂为载气时的密相气力输送堵塞临界状态。通过逐渐降低输送气量调整输送流态,获得了不同阶段的固气比、输送速度及压力信号等特征信息,并对不同阶段的压力信号特征信息进行分析,提取了不同阶段的特征参数,采用功率谱对压力信号频域特征进行剖析,获得了不同流动阶段的特征频率。研究结果表明,堵塞临界速度与输送管道内径和载气性质有关,依据实验数据,建立了堵塞临界速度的量纲1经验方程;接近堵塞临界状态时,管道内压力波动性显著,波动频率向低频转化,对压力信号进行计算,得出了判定输送发生堵塞的判据式。     

长距离输煤管道主干管线温降计算分析

根据与其所接触的外界介质的不同,长距离输煤管道主干管线包含埋地和架空两种敷设方式,建立了对应两种管道的温降物理模型,分析了二者的散热方式。基于固液两相流的煤浆输送特性,考虑管道与土壤的沿程热损失、煤浆与管道的能量转换,对长距离煤浆管道的埋地管线的温降进行了计算。考虑管道、保温层与大气之间的沿程热损失,对架空段管线的温降进行了计算。分类对比了温降计算值与实际值,对工艺运行提出了建议。     

关联填料层泛点的新方法

将用于直管两相流动的Ｗａｌｌｉｓ′方程根据规整填料的结构特征加以改进, 用来关联规整填料的泛点数据, 计算结果与板网填料的泛点实验数据相差很小。将该方程重新整理可以反映规整填料泛点能力参数和流动参数的关系, 计算结果与实验值相当接近。因此用该方程来关联规整填料泛点比常用的Ｂｉａｎ Ｈｏａｇｅｎ 关联式更好