寒区输油管道正反输温降规律分析

采用SPS仿真软件建立寒区埋地热油管道的正反输仿真模型,对正反输送工艺的温降变化进行仿真。分析正反输运行时沿线油温随时间变化规律,首站油温随时间变化规律及不同时刻加热后的油头在管道中流动时的温降变化规律。仿真结果分析表明,反输开始后,反输首站油温先迅速降低后升高,最后达到稳定,且反输运行温降变化在20h左右达到稳定;对于保温管道,反输最低温度出现在冷油头到达首站时,在制定正反输运行方案时需特别注意。通过运用SPS软件对埋地热油管道正反输温降分析,可对以后制定正反输运行方案具有一定指导意义。     

原油管输过程憥单耗分析研究

根据热力学第二定律,将单耗分析理论应用于原油管道的输送过程,提出了原油管输过程的压憥单耗、热憥单耗以及附加单耗的值和费用的计算方法,并通过系统单因素敏感性分析方法,以大庆某油田管道为例,从温度、压力和输量3个方面分析原油管道单耗随不同影响因素的变化规律,进而确定原油管输过程最优的温度、压力和输量。研究结果表明:随着出站温度的增加,总憥单耗费用先减小后增大,在出站温度为339K时达到最优;随着出站压力的增加,压憥单耗费用逐渐增大,热憥单耗费用逐渐减小,总憥单耗费用逐渐增大,出站压力应取输送工艺要求下的最小值;随着输量的增加,总憥单耗费用先减小后增大,在输量为35 m3/h时达到最优。     

原油管输过程(火用)单耗分析研究

根据热力学第二定律,将单耗分析理论应用于原油管道的输送过程,提出了原油管输过程的压(火用)单耗、热(火用)单耗以及附加单耗的值和费用的计算方法,并通过系统单因素敏感性分析方法,以大庆某油田管道为例,从温度、压力和输量3个方面分析原油管道单耗随不同影响因素的变化规律,进而确定原油管输过程最优的温度、压力和输量.研究结果表明:随着出站温度的增加,总(火用)单耗费用先减小后增大,在出站温度为339K时达到最优;随着出站压力的增加,压(火用)单耗费用逐渐增大,热(火用)单耗费用逐渐减小,总(火用)单耗费用逐渐增大,出站压力应取输送工艺要求下的最小值;随着输量的增加,总(火用)单耗费用先减小后增大,在输量为35 m3/h时达到最优.     

基于批输计划对成品油管道流量输送方式的研究

基于管道批输计划对成品油管道恒流量和变流量输送方式进行分析研究,结果表明:管道首站出站以恒流量输送不仅有利于保持全线压力的稳定,而且便于管道的操作和管理;下游需求市场复杂、油品种类繁多和需输小品种油品的管道应采取变流量输送方式才能完成管道的批输计划任务;在恒流量输送不能满足管道运行条件的前提下,可采取变流量输送方式。     

出站温度调节对输量影响的分析

采用SPS仿真软件建立某天然气长输管道的物理仿真模型,基于模型具有一定精度和可靠性的基础上,利用其特有的短管组件模拟空冷器来进行出站温度调节,分析出站温度调节对输量的影响.分析研究结果表明,当天然气出站温度低于42 ℃或介于70～80℃时,出站温度调节对输量影响很小,当天然气出站温度介于54～70℃时,出站温度调节对输量影响较小,因此都不利于冷却输送.当天然气出站温度介于42～54℃时,出站温度调节对输量影响较大,利于冷却输送.当天然气的出站温度为40℃和70℃时,输量的增加量为21.12×104m3/d,即单位天时间内管道的输送能力提高21.12×104 m3.     

基于焓温法的石克管线停输温降三维数值模拟

埋地热油管道停输温降三维数学模型是基于有限容积理论与焓温法所建立。针对新疆油田石克D377管线不同工况下的停输温降过程进行了三维数值模拟,得到了不同时刻沿线不同位置的管内原油及土壤温度场分布云图。一方面,分析了不同出站油温对进站温度及停输时间的影响;另一方面,给出了最冷月最低输量运行时的最优出站温度。通过分析计算,该数据能够为管道停输再启动方案的制定及管道优化运行提供理论依据。     

关于原油长输管道压降的分析

随着全球石油炼化企业的发展,原油长输管道在世界范围的应用越来越广泛,为保证长输管线安全、平稳、长周期运行,需严格监控管道输送首战及沿途泵站的运行情况,长输管道运行过程中,需通过核算长输原油输送的水力摩阻及管道压降的变化,合理控制全程泵站输送压力及流量,保证"首站不超压,末站不欠压,沿途泵站平稳接收、输送"。     

埋地热油管道停输温降规律研究

热油管道计划检修和事故抢修都在管道停输情况下进行,管道停输后,管内存油温度不断下降,存油粘度随油温下降而增大,当粘度增大到一定值后,就会给管道输送再启动带来极大困难,甚至会造成凝管事故。为了确保安全经济的输油,必须研究停输后管内原油的温降情况,以确定安全停输时间。本文分析了埋地含蜡原油管道停输后管内原油温降规律,在前人研究的基础上,对埋地含蜡原油管道停输温降过程进行了合理的简化,建立了相应的数学模型。在此基础上,运用计算程序,对中洛线卫辉-新乡段管道稳态运行及停输不同时间时,管道不同横截面上原油与土壤温度变化情况进行了模拟计算,从不同角度对计算结果进行了分析。     

浅谈天然气管道积液及清理研究

管道运输天然气时,因为外界对管道沿线温度、压力的影响使得天然气中的游离水和重烃组分由气相变为液相析出停留在地势比较低的管道中,使得该段的天然气压力增大。文章主要介绍如何确定临界积液量,然后得到输量临界积液量存在的关系,对地势起伏较大并且复杂地段管道高效安全的输送提供了保障。     

热油管道优化研究与探讨

热油输油管道输量大、距离长等实际情况,以管道系统设计参数和设备工作负荷等为约束条件,在原油输送稳态条件下通过对热油原油粘温特性拟合以及对各输油站和输油管道系统的热力计算和水力计算,得出最优进站油温、加热温度和出站压力等运行数据,确定输油泵和加热炉运行的最佳参数,使得全线输油安全经济运行。     

原油不同比例混合输送过程中最小输量计算

随着大庆油田开采能力下降,油田产量的降低,庆哈输油新线为满足运行及下游生产的需要,采用进口俄罗斯原油与大庆原油混输的方式,维持对哈尔滨炼化公司的持续供油。针对可能面临的低输量问题,对庆哈新建庆俄原油混合输送管道进行不稳定性分析,分别计算不同混合比例下不同站间管段全年的热力和水力最小安全输量,以确保庆哈输油新线在输量减少、输油比例不断变化的情况下安全平稳运行。     

Simulation of Crude Palm Oil Dilution in a Palm Oil Mill Using Computational Fluid Dynamics

Computational fluid dynamics (CFD) simulation was applied to simulate the dilution of undiluted crude oil (UCO) in a dilution tank of a palm oil mill. Fluid flow and mixing characteristics were examined. Considering the mixing behavior, the mixing of dilution water and UCO occurred as soon as these fluids entered the dilution tank, and the oil mass fraction in the mixture decreased gradually towards the outlet of the tank. Meanwhile, the velocity of dilution water and UCO declined as the fluids moved from their respective inlets. The intensity of turbulence flow remained until near the tank outlet. For the parametric study, the oil mass fraction of diluted crude oil (DCO) increased with higher UCO flow rate and oil mass fraction in the UCO but declined with higher dilution water flow rate.     

90°圆截面弯管内稠油流动特性分析

采用计算流体力学三维层流模型模拟,研究了温度50~75℃、雷诺数Re=300~800、弯管内径D=50.7~131.7 mm、弯径比B=0.75~3.0条件下稠油在90°弯管内的阻力特性,分析了弯管局域阻力系数波动的机理。结果表明,随温度升高、入口雷诺数下降、弯管直径增加,局域阻力系数提高;在弯管0~15°范围内阻力下降,原因是弯管内形成双纵向涡,75°到弯管后0.5D范围内阻力下降,原因是弯管内形成4个纵向涡;弯管的弯径比对局域流动阻力影响很大,B=0.75时相邻截面最大落差达B=3.0时的28.35倍,但管道进出口阻力仅为1.68倍,原因是弯径比B≤1.0时,弯管后1.0D范围内侧形成了局域低压区,对应位置出现流向涡旋,同时弯管后0.5D截面稠油剪切速率达到峰值。     

Heat transfer in a draft tube spouted bed with bottom solids feed

Detailed temperature measurements were obtained for a draft tube spouted bed of 2.6-mm glass beads with bottom solids feed at different air flow rates, air inlet temperatures, solids feed rates and bed heights. The temperature profiles showed that air temperature drops significantly with the axial position in the spout, while air and solids temperatures are uniform in the annulus. The drop in air temperature along the spout decreases with increasing air flow rate and increases with solids feed rate. A model was adapted for use with the spouted bed configuration studied here and its predictions were compared with the experimental data. In general, the model could accurately predict the temperature profiles in the bed, since the largest deviations were observed for the air temperature in the spout and were always less than 5%. Although the model provided for a low deviation in predictions, air temperature in the spout was systematically over-estimated.     

太阳能有机朗肯循环系统的实验特性

为研究中低温太阳能驱动的有机朗肯循环系统的性能,设计并建造了太阳能驱动的有机朗肯循环实验台.实验中以R245fa为有机朗肯循环工质,以WD350导热油为槽式集热器循环工质,对太阳能有机朗肯循环系统进行了实验研究.实验结果表明,当太阳直射辐射强度在400 W·m^-2左右时,集热器出口导热油温度可达 140℃.当集热器出口导热油温度在 110℃附近时,集热器集热效率可达60%左右.在该热源条件下,动力循环部分从基本循环模式切换到回热循环模式时,测算效率从9.3%提升到10.8%,实测循环效率从1.57%提升到1.67%,提升了6.07%.实测循环系统 效率在10%左右,回热模式下略高于基本循环模式.实验中还考察了不同工质流量下的有机朗肯循环性能,在工质流量为 6.88 kg·min^-1时,得到的最大实测平均功率为386.27 W.一定热源温度下,随着工质流量的增加,膨胀机进口压力增加,循环输出功也增加;在一定的工质流量下,随着热源温度的升高,膨胀机进口的温度提高,进口压力也升高,循环输出功也增加.     

DROP FORMATION IN LIQUID-LIQUID DISPERSIONS IN A CONCENTRIC TUBE INLET

A mixture of kerosene and 5wt% Calcium Chloride in water was pumped into a tube through a concentric tube inlet. Direct video observation of the flow downstream of the inlet showed kerosene drops being formed by two mechanisms. In the first, which was mainly observed with a short inner nozzle at the inlet, the kerosene drops were stretched into elongated “dumbbell” shapes before breaking into two or more daughter drops. With a longer tube at the inlet, the drops mostly appeared to be formed by a 'scooping mechanism, removing small elements of fluid from the surface of larger drops.

The scooping process, which has not previously been reported, is suggested to be the result of the continuous phase penetrating into the kerosene drop. The notches observed in the drop surface, as a result of penetration of the continuous phase, appear to meet and form the new drop.     

稠油管道输送技术研究

高粘的稠油使得输送成为管道从业者的一个难题,尤其是发生凝管事故后的再启动问题。对稠油高粘的实质进行研究发现,决定稠油粘度的实质为原油体系中沥青质分子和非沥青质分子相互作用所形成的大分子胶束聚集体所致。国内外稠油输送方法有加热法、裂解降粘法、掺稀输送法、添加改性剂法、低粘液环输送法、微生物法、超声波法和超临界CO2输送法。各方法各具优缺点,没有一种方法适用于所有稠油,另外还需要考虑经济性问题。目前国内最常用的输送方法为加热法和掺稀法。在实际中,针对不同稠油要进行一定的技术分析和研究才能决定选择何种输送技术。     

乳化/润湿耦合作用稠油流动减阻新思路

稠油节能增输是解决常规原油日渐枯竭、保障原油接替的紧迫需求,然而稠油黏度高、流道黏附性强,使其输送异常困难,是稠油节能增效输送技术瓶颈。根据前期研究本文作者发现,活性水作用下稠油乳化降黏的同时可改变稠油与管内壁界面特性,以及稠油提高采收率——润湿性之润湿反转,提出管输稠油乳化降黏及其流固界面润湿耦合作用流动减阻新思路。本文基于国内外相关研究成果的系统分析,探讨稠油乳化降黏、流固界面润湿及耦合减阻的有效性,剖析活性水作用乳化/润湿耦合减阻存在的主要问题,理论分析稠油在管输过程中实现乳化/润湿耦合减阻的可行性。结果表明,乳化/润湿减阻思路在理论上是可行的,而且在表面活性剂作用下乳化降黏的同时管输流固界面润湿反转更容易实施,然而,乳化/润湿减阻实际应用缺乏充分认识尚需深入研究其相关科学问题;其深入研究有望理解与认识流固界面特性对流动阻力的影响作用,可解决管输稠油流动阻力之难题,将为稠油流动改进提供理论与技术支撑,在稠油管输节能增效方面具有广阔的应用前景。     

PEM fuel cell relative humidity (RH) and its effect on performance at high temperatures

The water balance inside a fuel cell was analysed and several equations were introduced as functions of fuel cell gas-stream inlet and outlet pressures, inlet relative humidities (RHs), temperature, pressure drops across flow channels, and reactant partial pressures. The effect of RH on PEM fuel cell performance was studied at elevated temperatures under ambient backpressure using Nafion^®-based MEAs. The results showed that fuel cell performance could be depressed significantly by decreasing RH from 100 to 25%. AC impedance and cyclic voltammetry techniques were employed to diagnose the RH effect on fuel cell reaction kinetics. Reducing RH can result in slower electrode kinetics, including electrode reaction and mass diffusion rates, and higher membrane resistance.     

正弦波纹流道印刷电路板换热器热工水力性能

印刷电路板换热器换热性能好、紧凑性高，在超临界CO₂布雷顿循环等领域有着广阔的应用前景。本文通过数值计算，首先比较了湍流条件下15°～30°范围内不同波纹角对正弦波纹流道流动换热性能的影响，结果表明，波纹流道内的换热效果随波纹角的增大而增强（换热量最大增长了7.1%），且热侧的压降相对于冷侧增大更明显。其次，分节研究并分析了流道内不同区域的局部流动换热特性，发现了在热侧和冷侧入口区域各存在着1个大、小温差区，同时，需要对入口处进行合理的优化设计以减小入口处的压降。最后，进一步设计了一种“正弦波纹+直通道”的复合结构并初步探究了该结构的流动换热性能。