深水井简气液两相流传热规律实验研究

根据深水油气开发中面临的低温及复杂第3类边界条件特点,设计并建立了模拟深水油气传热实验系统,进行了大量室内实验,得到深水低温第3类边界条件下的时流换热关系式及气液流量对气液两相流各流型传热的影响,结果表明:层流下所得关系式与常温简单边界条件下的对流换热关系式相差较大,紊流时基本一致;在泡状流、段塞流和环状流下液相流量是影响传热的主要因素,而搅拌流下气液两相流量对传热影响都很小.研究结果为海洋深水油气开采工艺参数设计提供依据.     

场协同及混沌

从对流换热的三维能量方程出发,把对流换热方程与三维导热方程进行类比,导出努塞尔数与流场和温度场的局域无因次参数关系式,提出了场协同理论,指出强化换热不仅取决于流体的速度和流体的物性,而且还取决于流场和温度场的协同,从而加深了对对流换热现象的理解.并从唯象理论、数值模拟和实验验证3个方面对场协同理论给予了验证,提出了实际应用的途径.根据湍流的复杂性,把混沌理论引入对传热的研究当中.     

加速换热器设计法

计算两管程或两管程以上的管-壳式换热器,由于换热的两种流体不是纯逆向流动,求出的对数平均温差LMTD要用校正因素F进行校正,即:ΔT=F(LMTD).纯逆流场合,如管-壳式换热器单管程、单壳程逆流换热、一般逆流或并流的套管式换热器,LMTD不需校正,即F=1. 概述了各种管-壳式热交换器F值的计算方法.这些换热器是:E型(单壳程两管程)、G型(壳程分散流两管程)、J型(壳程分流一管程和两管程). 根据热平衡方程式计算得出F的一般关系式:     

高温热管翅强化管内对流换热研究

为研究高温热管翅强化传热的性能 ,对带有热管翅片的单管进行了实验研究 ,给出了实验传热系数曲线及其准则关系式 ,并与光管换热关联式进行比较 ,结果表明用热管翅做翅片强化管内换热效果明显 ,其传热系数远高于光管内的传热系数     

天然气管道加热用浸没燃烧换热器设计及应用分析

浸没燃烧技术应用于天然气管道加热较为新颖,该技术核心在于换热器的设计。介绍了浸没燃烧换热器的设计方法,设计出200 kW浸没燃烧换热器并在北京某门站供暖期内投入使用,以解决调压器的冻堵问题。利用实测数据计算管内、管外对流换热系数,通过数据拟合计算得到额定设计工况下的实际综合传热系数,进而对设计综合传热系数进行修正。计算结果表明,设计综合传热系数的修正系数为1.56。再通过实际管外对流换热系数反算得到水浴最大流速值,拟合得到功率与水浴最大流速的关系式,利用加热装置在120 kW稳定运行时的实测数据进行验证,水浴最大流速计算结果误差率为6.67%,可以为相同类型的浸没燃烧换热器设计提供参考。     

油田相变加热炉盘管换热计算方法研究

油田相变加热炉是近年来在油气田应用的一种新型加热炉,工艺设计过程中最大的难点在于换热盘管外壁的蒸汽凝结换热问题。针对油田相变加热炉盘管换热计算方法进行研究,综合多个凝结换热经验公式,解决了蒸汽换热计算误差大的问题;考虑盘管壁及污垢热阻对传热的影响以及温度分布对管内介质黏性的影响,在计算盘管内换热时,对内壁面的表面换热系数进行了修正;在计算盘管的传热过程时,考虑了管束层数对换热的影响,并对以往常把盘管当作平壁处理的方式修正为圆筒壁处理。最终形成了一套切实可靠的换热计算模型,并编制了相应的换热计算工艺包,为油田相变加热炉的工艺设计提供了技术手段。     

换热网络的解析解及其精度的改进

在换热网络解析解的计算方法基础上,综合考虑了换热网络中流股物性变化和换热器性能的变化,提出了换热网络解析解精度的改进方法,此方法采用内外双层迭代算法,比较计算了不同结构换热网络.实验结果表明,改进的解析解能有效地提高换热网络的计算精度,并且计算速度下降.     

螺旋槽换热管传热面积计算

通过对螺旋槽换热管表面外形结构的分析,采用积分计算的方法得出了螺旋槽换热管的传热面积计算公式,为螺旋槽换热管的相关设计计算工作提供依据。     

水驱气藏动态储量计算新方法

在对气藏动态储量计算方法研究的基础之上,结合水驱气藏的渗流特征,建立了确定水驱气藏动态储量的新方法。新方法针对水驱气藏,首先建立了气藏含水率与相对渗透率的关系式;其次,利用气水相对渗透率曲线确定了气、水相对渗透率比值与含水饱和度的关系式;在此基础之上,推导出水驱气藏采出程度与含水率的关系式;再者,利用水驱气藏采出程度与含水率的关系式建立起水驱气藏累积产水量与累积产气量的关系式,该关系式被定义为水驱气藏的水驱特征关系式。根据水驱特征关系式,结合水驱气藏的生产动态资料,即可作出水驱气藏的水驱特征曲线,利用水驱特征曲线所获得的参数可确定水驱气藏的动态储量;最后通过实例计算验证了新方法计算结果的准确性与实用性。     

炼油装置换热网络的热力学分析与评价

为了评价炼油厂冷换设备和换热网络能量利用的先进性、合理性,本文提出了用热力学效率计算的方法,并编制成电算程序对换热器及换热网络进行分析计算,可找出其能量利用不合理环节;通过对换热网络所建立的目标函数,来分析、评价各种最优化换热网络及炼厂生产中换热流程的技术经济效果是否最佳;也可用本文的逻辑思路和目标函数开发换热网络的设计。     

基于段塞流的通用气液两相流模型中闭合关系式的评价

基于段塞流的通用气液两相流模型是近年来提出的能够对气液两相流进行较精确计算的水力计算模型,而闭合关系式的选择对模型计算准确性至关重要。从段塞流出发建立基本方程,得到的计算模型可以适用于管道倾角从-90°至90°的流动情况。选择模型中重要的相间水力摩阻系数、液塞平移速度、平均液塞长度等三个参数,对多组闭合关系式进行评价,将中国石油大学(华东)小型室内多相流环道实验的实验结果与各个关系式应用于模型得到的结果进行对比分析,筛选并推荐适用于模型计算的最优关系式。AndritsosHanratty关系式、Bendiksen关系式、Zhang关系式分别为模型中计算相间水力摩阻系数、液塞平移速度和平均液塞长度的最优关系式。     

开架式气化器换热管束损伤机理及最优更换周期分析

换热管束是开架式气化器(ORV)设备的关键部件。换热管束内的LNG和外表面呈水幕状流动的海水进行热交换,完成LNG的气化过程。文章对换热管束的损伤机理进行了分析,并提供了一种依据换热管束失效和周期性计划停机更换管束产生所有费用的总和最小原则计算换热管束最优更换周期的方法。由分析结果可知,换热管束损伤失效的因素主要有电化学腐蚀、微生物腐蚀、海水水质、海水冲蚀和开裂等。文章以某LNG接收站举例,采用文中所述方法计算得到该站ORV换热管束的最优更换周期。该研究结果可为ORV换热管束的维护保养和更换提供理论依据。     

多跨管自振频率的计算机程序

在预测管壳式换热器的振动时,准确地计算换热管的自振频率是非常重要的。在以前研究工作的基础上,编制了用于计算在不同边界条件下,不等跨换热管自振频率的计算机程序,并通过实例进行了简单说明。利用计算机可以很快捷地计算换热管的自振频率。     

螺旋盘管中强制对流换热的研究

本文通过对螺旋盘管中流体作层流和湍流的流动情况分析,综合和评述了国外在这方面的研究工作。于是提出了螺旋盘管中流体的流动模型,并指出螺旋盘管核心区中湍流切应力具有相当作用,必须予以重视,最后导出了螺旋盘管中作湍流流动时换热关系式。     

计算塔特性参数的一些关系式

计算蒸馏塔中的许多关系式,最初都是以曲线图表示的。这些曲线在使用计算尺计算的年代是适用的,但不适用于计算机计算。虽有一些曲线已被回归成方程式,如回流量对塔板数关系式、填料塔压降关系式,但大多数不易取得通用的方程式形式。本文介绍的塔方程式有:蒸馏塔、吸收塔总效率关系式,筛板塔液泛关系式,开孔率计算式,塔     

流体定性温度对换热网络模拟及优化的影响

合理的定性温度能够准确表现流体的特性,在综合现有定性温度表示方法的基础上,以流体比热容的影响为例,在取不同定性温度的条件下,进行了换热网络模拟及优化计算,并对计算结果进行了分析比较。结果表明,流体的物性随温度变化越明显,定性温度选取对换热网络计算和优化的影响就越大;换热网络中流体的温度变化越剧烈,物性的变化就越大;在换热网络的优化过程中,使用不同的定性温度确定方法会影响到换热网络的结构、流体的匹配关系、换热单元数目等。     

12MW汽轮机增容改造的凝汽器校核计算

本文通过计算论证了汽轮机由12MW增容至15MW后现用凝汽器仍能满足使用要求。根据凝汽器表面换热计算公式进行的详细计算,实为一种实用的凝汽器换热计算方法。     

液体并流塔板池间汽体不混合时测板效率的液体混合池模型

依据液体混合池模型推导出液体并流塔板池间汽体不混合时的板效率计算式,并提出混合池数 N 与 Peclet 数关系式。板效率计算式使计算过程简化,并且计算结果与 Ashley-Haselden 方法的计算值完全一致。用本文和 Diener 提出的板效率计算式的计算结果,对 N 与 Pe 关系式的精度进行了检验。     

从换热管轴向应力分析换热器布管结构

一台浮头式换热器的设计计算,由软件计算显示换热管轴向应力不合格。经过分析换热管轴向应力计算公式,找出了轴向应力不合格的原因,进而分析出换热管轴向应力与换热器布管结构间的关系,为实际工作提供基础借鉴。     

基于网络分割的大规模换热网络温度校正方法

为解决生产过程中换热网络关键参数测量值误差导致的换热网络设计和优化方案不准确的问题,研究针对大规模换热网络,提出了一种基于网络分割的温度校正方法。该方法以换热网络能量平衡方程为基础,构建了换热网络的加权有向图模型;并以此为基础,采用谱聚类算法获得了换热网络的子网络;同时采用分解协调算法和改进的迭代测量检验法等方法,实现了对换热网络中温度变量的精确校正。案例分析结果表明,基于网络分割的数据校正方法可在牺牲一定精度的基础上,显著减少换热网络数据校正问题求解的迭代次数,提高计算效率和资源利用率。与整体数据校正方法相比,基于网络分割的数据校正方法的计算量随着换热网络规模的增大将显著减小。