PV-E型旋风分离器性能试验研究

在PV型旋风分离器流场和浓度测定的基础上，分析了影响分离性能的主要因素。通过采用分流型排气管、预排尘结构以及优化高径比等措施，开发出了一种压降更低、效率更高的PV—E型旋风分离器。冷态试验结果表明，与PV型旋风分离器相比，PV—E型旋风分离器的出口浓度和压降分别降低约10％和20％。PV—E型旋风分离器的优良性能也得到了放大试验和实际应用的证实。     

基于响应面法的旋风分离器结构参数的优化

目前,旋风分离器的结构优化主要局限于控制变量法的单因素优化,不能准确反映综合因素条件下旋风分离器的分离效率,且结构间的细微变化及交互性难以操控,很难进一步提高其分离效率。为解决此问题,以催化裂化装置中的一级旋风分离器为研究对象,提出了基于响应面法的参数优化方法。以对分离效率影响显著的锥管段倾斜角度α、排气管插入深度s和排气管直径De为设计变量,以分离效率和压降为目标函数,优化了旋风分离器的结构参数。结果表明:利用响应面优化法将旋风分离器的分离效率由原来84.3%提升到90.4%,并对比分析了优化前后的速度、压降、分级分离效率等;响应面优化法可从全局角度智能的对结构参数进行优化组合,缩短CAD建模及网格划分时间,并可实现多参数条件下交互性的同时优化,有效提高工作效率;通过数值模拟与试验证明优化后的旋风分离器分离效率强于优化前,优化后的旋风分离器速度分布规律对称性好、速度差值大、分离效率高,同时能完成比优化前更小粒径(粒径=12μm)的完全分离任务。     

旋风分离器内置导流叶片的流场分析

旋风分离器是油气开采领域除砂的核心设备,为研究结构对分离效率的影响,新设计了一种内置的导流叶片,基于CFD采用fluent软件对新型旋风分离器进行流场分析。结果表明：内置导流叶片的旋风分离器切向速度最大值比传统Stairmand分离器有显著提升,径向速度小幅降低,轴向速度减小并延长颗粒停滞时间。入口风速为15m/s时压降提高了15%,随着入口风速的提高压降升高的幅度越来越小,在25m/s时,压降升高11%。针对粒径2.5μm以下颗粒的分离效率平均提高了11%～19%,该研究为旋风分离器后续设计提供一定的指导意义。     

颗粒物性参数对旋风分离器性能影响的试验研究

通过全面测定循环流化床锅炉用旋风分离器在不同操作参数下的分离效率,研究了入口气速和入口颗粒浓度、入口颗粒物性等参数对旋风分离器的压降和分离性能的影响规律.试验结果表明,影响旋风分离器分离性能的主要物性参数是颗粒的中位粒径和密度,在入口颗粒的中位粒径相差较大时,分离性能主要受粒径的影响,而当入口颗粒粒径相差较小时,密度对分离器分离性能的影响则更为显著.     

一种内置旋流叶片的新型旋风分离器

提出一种新型旋风分离器,与传统旋风分离器相比,在分离器内外涡旋交界面处设置一组沿气流旋转方向由内向外的旋流叶片,以阻挡含尘气流中的颗粒进入内涡旋区。基于CFD,采用雷诺应力模型与离散相的随机轨道模型,对分离器进行气固两相流动数值模拟,比较分析添加旋流叶片前后的分离器性能。对常规及添加旋流叶片的旋风分离器的压降、分离效率与入口气流速度的关系进行了试验研究。试验结果表明,与传统分离器相比,添加旋流叶片的旋风分离器在入口流速较小时,总效率提升明显;在入口流速较大时,添加旋流叶片后的分离器压降略有增大,分割粒径减小显著。添加旋流叶片使分离器的分离效率得到提升,对小粒径颗粒的分离效率提升作用尤为明显。     

基于回归正交试验的旋风分离器结构优化研究

针对旋风分离器多结构参数变化,选取影响旋风分离器性能较大的4个结构参数作为优化变量:圆柱体高度H/D、排气管直径d/D、排气管插入深度h/D、锥体高度He/D。以回归正交试验法为实验方案,做36组仿真模拟实验。采用湍流计算的雷诺应力模型(RSM)进行气固两相流场数值模拟,并用拉格朗日法追踪固体颗粒的运动轨迹;在此基础上分别建立了旋风分离器压降和分离效率对其结构参数的回归数学模型;根据回归数学模型针对结构参数对旋风分离器的压降和分离效率的影响程度进行了分析,得出影响压降的最主要因素是升气管直径(随着升气管直径增大压降显著减小)、影响分离效率的最主要因素是升气管直径和锥体段高度。     

旋风分离器进气管结构改进的数值模拟研究

采用数值模拟和试验相结合的方法,首先通过试验数据与数值模拟结果的对比,在验证了数值模拟结果准确性的基础上,研究了缩口对旋风分离器流场结构及压降和分离效率的影响。研究结果表明:缩口对维持流场的稳定性具有较好的效果,且能够较大的减小升气管外壁的低速区。旋风分离器的压降和分离效率随缩口角度的增大而增大,当缩口角度为20°时,压降增加较小且对分离效率的提升较大,因此最佳的缩口角度为20°。     

基于CFD-PBM积分矩量法旋风分离器中颗粒聚团的数值模拟

为了得到颗粒聚团对旋风分离器分离性能的影响,在不同入口颗粒浓度与入口气速下研究其对分离效率的影响。采用雷诺应力模型(RSM)计算湍流流场,通过群体平衡模型(PBM)耦合CFD对颗粒相进行数值计算。研究结果表明:时间为2 s时,旋风分离器内的聚团作用已经趋于稳定,颗粒粒径在1.5μm到3μm范围的颗粒在旋风分离器内基本无法被捕集,而粒径大于5μm的颗粒其分离效率接近于100%;随着入口颗粒浓度的增加,总体分离效率增加,而增加入口气体速度,对分离效率的影响并不是很大。     

旋风分离器不同排气管形状对性能影响研究

目前针对旋风分离器排气管的研究主要围绕排气圆管直径与内伸长度进行,而排气管内伸部分形状变化对分离器性能有着重要影响。在一个标准Stairmand型分离器基础上,建立了排气管圆管直径变化和圆管内伸部分进行"内缩型"及"内扩型"改变等3组共9个分离器模型,采用流体力学方法计算其分离效率和压降,讨论不同模型性能之间的关系:分离器分离效率会随着排气管圆管直径的减小而明显提高,但压降也随之大幅增加,提升分离效率和减小压降构成矛盾的优化目标;当排气管直径大于0.4D后,排气管内伸部分"内缩型"改变可以提高分离效率,而"内扩型"改变会小幅度降低分离效率却较大幅度减小了压降。这为不同优化目标(提高效率或降低压降)的旋风分离器排气管结构设计提供参考依据。     

Aspen Plus软件在旋风分离器设计中的应用

旋风分离器是工业中应用最广泛的分离设备之一,相关的分离效率和压降的计算模型很多。采用Aspen Plus软件,选择合适的模型,可快速、高效、准确地实现旋风分离器模拟设计。     

A high shear rate, high pressure microviscometer

The development of a high shear rate, high pressure microviscometer is described. This viscometer was developed specifically to examine a highly loaded, dynamic contact generated in a small volume of fluid. The viscometer was used to examine the fluid film formed by the mechanism of elastohydrodynamic lubrication in the presence of an SAE 50 oil. A complete numerical analysis of the resulting elastohydrodynamic contact was performed.     

等离子辅助镀膜技术在优质高产的镀膜系统中的应用

大规模生产高质量薄膜产品是今后镀膜设备需要解决的问题。等离子体或离子辅助镀膜现在被广泛应用于高质量膜系生产中并取得了良好的效果,但是主要由于等离子体或离子源的原因,产能不高。介绍了一种新型精密光学镀膜系统和一种新型溅射镀膜系统。新的系统能够优质高效地生产复杂膜系,特别适合大规模生产。     

Flying high

If your material costs are soaring up your balance sheet you may think that nothing can be done. Not so, says Stephen Plummer, who shows you how to bring them gliding back down.     

高温高压模拟井筒的设计

根据教育部"石油天然气装备"重点实验室的建设要求,设计了能模拟3000 m井下工况的高温高压模拟井筒.该装置通过泵和电加热器循环加热井筒内的液压油.使其基本达到预期温度;用加压泵循环加压至设定压力,再由循环泵和盘管保持设定温度,实现井下温度和压力环境.根据设计条件采用第三强度理论确定模拟井筒的壁厚,进而确定井筒的结构方案;同时进行了系统热平衡计算,根据循环装置的设计使用要求选定了电加热器的功率.     

Energy dissipation of materials at high pressure and high temperature

We report an experimental method to study the anelastic properties of materials at high pressure and high temperature. The multianvil high pressure deformation device, used to apply a cyclic loading force onto the sample, can reach 15 GPa and 2000 K. A synchrotron x-ray radiation source provides time resolved images of the sample and reference material. The images yield stress and strain as a function of time; stresses are derived from the reference material, and strains from the sample. This method has been tested by applying a sinusoidal stress at megahertz to hertz frequency on a San Carlos olivine specimen at 5 GPa and up to 2000 K. Strain as small as 10(-5) can be resolved. We have obtained experimental results which exhibit resolvable attenuation factor (Q(-1)) and shear modulus (M) at deep Earth conditions. These results are in quantitative agreement with previously reported lower pressure data and suggest that temperature and grain size have dominating effect on these properties.     

采用高速高精度磨削的优点

分析高速高精度磨削工艺,提出其可以提高工件表面质量和加工精度及磨削效率,且操作简便,成本低.     

高效高精度圆材送料器的设计

为了更好地满足圆材校直切断机、高速切断机等设备的使用需求,经过多次设计、试验,采用斜楔式送料夹紧方案设计开发了一种新型的圆材送料器.使用结果表明该送料器不但提高了以往圆材送料机构的送料频率和送料定位精度,还使产品的形状精度得到改善.介绍了该送料器的结构和工作原理,详细描述了其夹紧送料机构和调整机构的设计.     

A high temperature high pressure cell for quasielastic neutron scattering

We present our recent development of a high temperature high pressure cell for neutron scattering. Combining a water cooled Nb1Zr pressure cell body with an internal heating furnace, the sample environment can reach temperatures of up to 1500 K at a pressure of up to 200 MPa at the sample position, with an available sample volume of about 700 mm(3). The cell material Nb1Zr is specifically chosen due to its reasonable mechanical strength at elevated temperatures and fairly small neutron absorption and incoherent scattering cross sections. With this design, an acceptable signal-to-noise ratio of about 10:1 can be achieved. This opens new possibilities for quasielastic neutron scattering studies on different types of neutron spectrometers under high temperature high pressure conditions, which is particularly interesting for geological research on, e.g., water dynamics in silicate melts.