复合鼓泡床洗涤冷却室中液滴夹带统计模型

设计了一种由喷淋床和鼓泡床组成的复合床作为气流床气化炉内的洗涤冷却室,并对此新型洗涤冷却室的气体带水问题进行了实验研究,同时用液滴统计法对液滴夹带量进行了数值模拟,模拟结果与实验值吻合较好。研究结果表明,洗涤冷却室内液滴夹带量主要与气液分离空间高度、气速及静态液位等密切相关,带水量随着气速、静态液位的增大而增大,随着分离空间的减小而增大。     

气液逆流接触过程及液滴夹带特性

为了探究喷淋塔内气液逆流接触流动特点及液滴夹带特性,采用激光粒度仪及湿法等动取样对实验模型内液滴粒径分布及含液率进行测量,并结合高速摄影技术对喷淋液层气液两相流动特性进行跟踪拍摄。结果表明:根据气液逆流接触特点可将液层流动分为波动区、破碎区及夹带区;截面气速及液相体积流量的增大使得气液间作用力增强,夹带液滴粒径减小;由于碰撞作用双层喷淋下夹带液滴粒径相对于单层喷淋下较小;液滴在上行过程中运动复杂且多变,液滴的不规则运动及气相流场的复杂性是造成夹带区内液滴粒径分布波动的主要原因;定量得出气液逆流接触过程受气相夹带液滴粒径分布范围,研究结果可为喷淋塔内传质及传热过程提供参考,同时可为除雾器的开发提供设计依据。     

液相性质对新型洗涤冷却室内液滴夹带的影响

采用等速取样法对床层气液鼓泡区上方分离空间的液滴夹带进行了实验测定,研究了液相性质对液滴夹带的影响. 结果表明,同一静态液位下,随气速增加,气液分离空间高度逐渐减小,液滴夹带量增大;出口处液滴夹带量E在径向上总体变化不大,贴近壁面处偏小,主要受气体出口处气体回流流动的影响;液滴夹带量随液相物质表面张力减小而增大,随液体粘度增大而增大,表面张力从72.8 mN/m减小到25.8 mN/m液滴夹带量增大2.5倍,液体粘度从1 mPa×s增加到2.3 mPa×s液滴夹带量增大1倍. 液体物性对液滴夹带量的影响较显著,由此建立了液滴夹带量与物性参数的经验关联式,为改善洗涤冷却室内部结构提供了理论依据.     

近水平湿气管道实验及理论模型研究现状

湿天然气长距离混输技术在实际生产中已经得到广泛应用,建立精度较高的理论模型进行模拟研究显得尤为重要。综述现有研究中的实验模拟方法,选取反应流动特性的工艺参数。分析主要计算模型的建立方式及计算精度,为建立合适的理论模型打下良好基础。     

正常加注工艺中缓蚀剂液滴在湿天然气集输管道内流动分布的数值研究

针对湿天然气集输管道的典型结构,采用Fluent软件提供的RNGκ-ε模型描述管道内复杂的湍流流动过程,非稳态的Mixture模型模拟管道走向,缓蚀剂加注量及缓蚀剂液滴的粒径对正常加注缓蚀剂的流动规律的影响。结果表明：水平管道由于重力沉降作用使得管壁顶部在入口1m之后存在缓蚀剂低浓度区,而在管壁底部存在液相积累,在弯管部分存在有利于缓蚀剂在管道内壁均布的二次流,二次流夹带下弯管底部缓蚀剂沿管道周向涡旋流动使管道顶部含液率逐渐增加,上弯管部分压差力和重力的联合作用使管道底部含液率逐渐增加而顶部含液率逐渐降低。液滴粒径的减小有利于缓蚀剂在管道内壁的均布,而加注量的增加对改善顶部低浓度区的分布状况作用不大。因此改善缓蚀剂加注工艺,减小缓蚀剂液滴粒径有利于管道防腐。     

蒸汽夹带液滴净化过程的设备选型研究

针对蒸发处理核电废水工艺中的雾沫夹带问题,分析提出了选用筛板塔作为洗涤净化设备,利用蒸汽冷凝液部分回流在塔板上与蒸汽逆流接触,降低蒸汽再次夹带液滴的盐分浓度,从而使蒸馏液中含盐量大大减少。并模拟核电站硼回收系统蒸发单元进行中试试验,结果表明筛板塔作为蒸发净化设备,可有效提高蒸发单元的净化效率。     

湿气管道低含液率的三相流模型研究现状

与一般的三相流动相比,由于混合物液体含量极少,低含液率三相流动独有的流动特点,使预测含液率和管输压降变得困难。在实际生产中,湿天然气长距离混输技术已经得到广泛应用,所以精度较高的理论模型必须建立。通过阅读大量文献,陈述了现有研究中的实验模拟方法。对低含液率湿天然气管道的设计运营管理具有比较好的指导作用。     

环状流液滴夹带率测量方法及分析

针对气液两相环状流液膜参数溯源问题,设计了一种液膜在线提取装置和基于液膜质量流量测量的夹带率测量方法。该装置利用超声波测距传感器对储液箱液位进行实时监测并反馈至控制系统,利用单片机控制抽气泵开关实现对环状流多孔渗水介质管段内外差压调节控制液膜析出速率,使用换向器实现计量和废液管路切换并记录两次切换之间的时间间隔。利用精密电子天平对取出液膜进行称重测量,结合记录时间和液相质量流量计测量结果实现液膜质量流量和液滴夹带率等参数的测量。在小口径高精度气液两相流模拟装置进行了75组实流验证实验,并结合两种典型夹带率模型预测结果对测量系统进行了科学评价。研究结果表明,液膜质量流量和液滴夹带率测量结果可溯源,测量准确度高,为研究气液两相环状流液膜流动特性提供了一种可靠的实验测试方法。     

湿气管道内气-油-水三相界面模型研究

随着普光气田的探测发现,国家加大对湿气田的探索开发。湿气管道内存在三相流动时,界面模型的选取对管线压降与管流平均持液率计算准确性具有一定影响。根据各界面模型对实验数据的计算效果,分析各界面模型的适用条件,为建立完善的湿气管道水力计算模型提供理论依据。     

天然气管道输送技术及优化模型设计

天然气是一种优质的能源,随着我国对天然气需求量的增加,完善和优化我国后续天然气管道优化设计势在必行。世界天然气管道发展大致经历了四个阶段,从以前的小管径、输送距离短,输送压力小,发展到大管径管道,输送距离长,输送条件复杂,输送压力逐步加大,管线错综复杂以及自动化数字化管道。我国天然气管道保持着快速的增长,在天然气输送管线优化设计中,提高天然气管道输送效率依然是我国天然气管道技术提高的发展目标,基于此,在综合考虑众多技术经济指标的基础上,建立了天然气输送管线费用最小化优化设计模型,西气东输西二线管线优化应用结果表明,反映管道管径、输气压力对总费用的实际影响大小的基础上,得到管道输送费用最小的方案,证实了此优化设计模型在西气东输管线输送优化设计中具有很高的适用价值。     

滴状冷凝传热机理的研究 (Ⅱ)液滴分布、液滴生长速率及液滴脱离直径的研究

采用高速摄影方法,实时记录水蒸气在铜基合金表面上的滴状冷凝情况,利用数字图象分析系统对所得图片进行分析,研究了不同条件下的液滴分布函数、液滴生长速率及液滴脱离直径.     

T形微通道内气泡（液滴）生成机理的研究进展

综述了T形微通道内气泡（液滴）的生成机理。讨论了挤压机制、剪切机制以及挤压-剪切共同作用机制下气泡（液滴）生成控制因素,表明挤压机制发生于受限气泡（液滴）的生成,其生成尺寸主要由气液流量控制;剪切机制发生于未受限气泡（液滴）生成,主要由毛细数控制;挤压和剪切共同作用机制发生于挤压-滴状转变区内气泡（液滴）的生成,并由毛细数和流量比共同控制。同时介绍了3种不同机制的物理模型以及黏度比对气泡（液滴）生成的影响。     

靖边气田天然气管道腐蚀机理与防腐工艺探讨

近年来管道建设规模不断加大,管道集输已成为我国第五大运输产业,但管道损害问题也日益突出,由腐蚀等原因造成的集输管道破坏,产生油气泄露问题,不仅造成经济损失,且污染环境,严重时甚至对人民生命安全造成威胁,采取一定措施防止油气管道腐蚀的发生就显得尤为重要。本文以靖边气田为例,对造成天然气集输管道损害的内外腐蚀因素进行系统分析,并提出相应的治理措施,对指导天然气管道安全运行有着重要意义。     

油水两相流管道内液滴形成过程研究

油水两相流在管道中流动时会形成多种流型,其中一相形成液滴分散到另一相中是常见的流型之一,液滴粒径及其分布会影响油水两相流的流动特性,因此液滴的形成是研究油水两相流的基础。本文研究了两种白油和水在内径25.4 mm的不锈钢管道内形成的油水两相分散流,通过高速摄像系统拍摄等动量取样装置上有机玻璃样槽中流动状态下的分散流来获取液滴的图像,捕捉有代表性的过程。研究发现,液滴形成过程中剪切破碎和碰撞聚结现象同时发生,并最终达到动态平衡,宏观表现为两相流系统流动参数达到稳定,得到了液滴剪切破碎、碰撞聚结和形成稳定液滴的时间以及各过程中的液滴特性和泵对形成稳定液滴时间的影响。实验结果表明,泵的存在对油水两相分散流的特性有较大影响。     

单液滴蒸发研究的现状与展望

本文简要评析了单液滴的蒸发机理、蒸发模型及影响蒸发的主要因素,系统介绍了单液滴蒸发的实验研究方法及其特点,分析讨论单个毫米级球形大液滴及微米级球形小液滴的蒸发动力学理论规律,并对液滴蒸发特性研究的未来发展趋势进行了展望。     

含夹带剂超临界体系溶解度模型的改进及验证

通过对文献中关联精度较优的Sovova模型的研究,参考MST-T&G模型,考虑超临界二元和三元体系中溶解度的关系,提出了以超临界二元和三元体系中溶解度函数为构架的M-MST-T&G模型。收集文献报道中的杂环芳烃类、脂肪酸类、染料类以及医药类共计13种固体溶质在含醇、酮、烷烃3大类10种夹带剂的超临界二氧化碳中1195组溶解度数据,对新改进的M-MST-T&G模型的计算精度进行了验证,并与MST-T&G模型的计算精度进行了对比。结果表明：M-MST-T&G模型的关联效果较好,相对偏差为9.63%,与MST-T&G模型相比相对偏差下降了32.30%。     

滴状冷凝初始液滴的形成机理

滴状冷凝初始液滴形成机理一直是悬而未决的问题。鉴于镁能与热水（冷凝液）反应,反应后镁表面的化学成分将发生变化,采用金属镁作为冷凝表面,在实验中通过控制过冷度和冷凝时间而实现蒸汽在镁表面的初始冷凝。然后应用电子探针（EPMA）技术分析冷凝前后试件表面化学成分的变化,用于推断蒸汽的初始冷凝状态。实验结果表明,镁表面氧元素的含量随着过冷度和冷凝时间增加而明显增加,并且氧元素在镁表面的分布是不均匀的。这些结果说明在固体表面上发生初始冷凝时凝液是成核状态的,而不是成膜状态。因此,滴状冷凝初始液滴形成机理符合成核中心假说。     

振动微液滴的传质机理与模型

提出了微液滴振动传质的机理模型,基于微液滴振动引起的周围流体介质周期性变化流场和基本输运方程,得到简化的传质控制方程及其数值解,模拟结果表明传质组分的浓度分布具有明显的非均匀特征,其迎流面的浓度梯度显著大于背流面,导出的平均Sherwood数和传质速率随振动频率增加而增大.采用电动力学天平中作一维拟简谐振动的十二烷醇微液滴在氮气介质中的蒸发传质实验数据对模型进行验证,结果表明本文模型所预测的平均Sherwood数变化趋势与实验结果一致,平均Sherwood数预测误差为39.5%,说明本文的传质模型能描述此类微尺度下具有周期性运动特征的单个液滴表面传质现象.     

天然气管道干燥技术研究

天然气运输管道焊接完成后,为确保管道密封性和承压能力,需要进行分段试压试验,以保证施质量符合行业规范规定。清水试压后要采用通球扫线进行除水,但是管道内仍然会有积水存在,管壁上易形成水膜。管道内含水不仅会加快诱发管道内壁和附属设备腐蚀,还可能与天然气形成天然气水合物,影响天然气流动,造成管道和设备的堵塞,严重影响管道的安全运行。为避免这些问题的出现,必须采取必要的干燥技术措施,以彻底除去管道中的液态水和游离水。本文通过介绍目前工程中常用的干燥处理技术方法及其适应性,为天然气管道干燥的现场施工提供技术经验,可以根据施工的具体情况进行选择使用,以达到最佳的干燥效果,确保管道的安全、持久、稳定的运行。     

天然气管道干燥技术研究

天然气运输管道焊接完成后,为确保管道密封性和承压能力,需要进行分段试压试验,以保证施质量符合行业规范规定。清水试压后要采用通球扫线进行除水,但是管道内仍然会有积水存在,管壁上易形成水膜。管道内含水不仅会加快诱发管道内壁和附属设备腐蚀,还可能与天然气形成天然气水合物,影响天然气流动,造成管道和设备的堵塞,严重影响管道的安全运行。为避免这些问题的出现,必须采取必要的干燥技术措施,以彻底除去管道中的液态水和游离水。本文通过介绍目前工程中常用的干燥处理技术方法及其适应性,为天然气管道干燥的现场施工提供技术经验,可以根据施工的具体情况进行选择使用,以达到最佳的干燥效果,确保管道的安全、持久、稳定的运行。