CFD在液一液水力旋流器能耗及分离效率预测中的应用

简要介绍了水力旋流器分离性能测试的实验装置、用于旋流器数值模拟计算的数学模型和分散相模型。计算得到了旋流器的分离效率与流量的关系曲线、粒级效率曲线和压力分布规律,并将计算结果与实测数据进行了对比,这对从理论上评价旋流器的分离性能和结构设计具有重要的意义。     

凹坑缺陷对厚孔板喉部空化流动特性影响研究

管道系统中的各类阀门、孔板等节流件,随系统工作前后压差的增大会出现水力空化现象,对系统的工作性能和安全造成严重影响。通过数值模拟探究了厚孔板空化的临界压比以及凹坑对孔板空化临界压比的影响,并进一步研究了凹坑与空化耦合作用下的空化流动特性,阐明了凹坑作用下的空泡溃灭机理。结果表明,只有当孔板出口压力与入口压力之比小于0.5时,才会发生空化。凹坑有促进空化气泡初生-发展-溃灭演变行为的作用,但压比在空化临界压比附近时,孔板各点压力峰值出现在无凹坑孔板以及存在凹坑缺陷孔板的无凹坑一侧。在液体管道和阀门的安全设计中,应考虑空化临界压比下气蚀的风险以及凹坑缺陷受空化剥蚀导致管壁减薄的危害。     

可提高效率及海上适应性的浮式双混合制冷剂天然气液化工艺

浮式天然气液化装置(LNG Floating Production Storage and Offloading Unit,缩写为LNG-FPSO)具有便于迁移、设备可靠、安全性高等优点,但其海上适应性较差。为此,中海石油气电集团有限责任公司技术研发中心研发了一种浮式双混合制冷剂的天然气液化工艺流程,进行了流程模拟并与中国石油大学(华东)合作建造了实验装置;通过利用不同配比的两种混合冷剂实现DMR模块化设计及流程运行参数的优化,提高了LNG-FPSO工艺的效率及海上适应性。同时选择适应于海上复杂工况的设备进行双混合制冷剂流程的实验,并针对压缩机出、入口压力、水冷器温度等关键参数进行误差分析以及控制方案的确定,通过实验确定了流程中实际操作参数,为LNG-FPSO实际生产中的设备选型和运行提供了经验。最后分析了该工艺对原料气温度、压力、流量以及组分含量的敏感性,并给出了该工艺在生产中适应的参数变化范围。结论认为:该工艺可适应于复杂的海况并进行大规模的天然气液化处理。     

广义正交坐标系下FDTD算法的吸收边界条件

本文由广义正交坐标系下的波动方程，通过微分算子的分解得到两个单向波方程，利用差分析似方法得到广义正交坐标系下Ｍｕｒ二阶吸收边界条件，并与文献结合给出了直角和圆柱坐标系下的Ｍｕｒ二阶吸收边界条件进行对比和补充。     

CO2超临界态输送技术研究

为了提高CO₂管道输送效率,一般采用超临界密相输送。为此,利用组分热力学模型以及水力学模型,分别对CO₂液化管道输送、超临界输送和密相输送进行分析研究,对不同相态条件下的管道输送规律进行了模拟计算,得到了压力、温度等在输送过程的变化规律,并就压降-长度关系、压降-二氧化碳摩尔流量关系和压降-内径关系对3种输送方式进行了对比,得到如下结论：在相同的情况下,超临界输送时的压降比液化输送和密相输送的压降值要大,而液化输送的压降比密相输送大;超临界输送和密相输送的压力都很高,输送过程中基本不会发生气化,而液化输送随着输送过程中压力的降低、温度的升高,CO₂很容易气化;不同的输送方式无论从经济性还是能耗上都有很大的差别,输送状态的选择要根据整个系统的具体情况进行综合分析和评价。     

水平气液混输管道清管操作实验与数值模拟技术

A pigging model incorporating three different regions was developed for predicting the dynamics of the pigging operation in two-phase flow pipelines. The model incorporates a transient two-fluid model. The mixed Eulerean-Lagrangian approach was used to couple the transient model and the pigging model which can predict the pigging time, velocity and the change of pigging parameters. An experimental study was carried out to acquire two-phase transient flow and pigging data on a 380 m long, 81 mm diameter horizontal pipeline. A computer-based data acquisition system was used to obtain detailed information of the flow behavior during experimental runs. The data include pigging time, inlet pressure, accumulated liquid in pipeline, pressure and pigging velocity distribution. The predicted results compared fairy well with the experimental data.     

水下输气管道泄漏扩散特性模拟研究

建立了水下输气管道泄漏三维CFD数值模型,同时基于积分模型建立了预测数学模型,研究了不同泄漏速率和水深下气体在水体中扩散的速度、羽流半径以及上升到水面时形成泉涌高度的变化规律,并利用实验验证了两种模型的准确性,两种模型可以准确地模拟羽流特征参数的变化。结果表明：水下天然气管道泄漏扩散经历了初始阶段、充分发展阶段和表面流动阶段三个阶段,在气泡羽流上升过程中伴随着卷吸和紊动沸腾现象;羽流的径向速度近似呈高斯分布并且随着径向距离的增加逐渐降低;羽流的轴向速度随着水深的增加而降低,且在接近泄漏孔口的位置,轴线上羽流的速度急速衰减;随着气泡羽流紊动的发展,羽流半径逐渐向两侧发展并且随着水深近似呈线性增长。     

基于扰动响应的输油管道泄漏检测方法

当管道无法产生足够的瞬态扰动时,将无法利用管道内部流动进行管道状态诊断,而基于扰动信号压力响应的管道泄漏检测方法可以克服这一缺陷。向有泄漏孔的管道引入扰动信号,通过分布式传感器采集动态压力,识别分析待测管道泄漏孔处对扰动信号的反射,实现泄漏检测与定位。同时,基于动网格技术模拟阀门启闭,建立了二维仿真模型,分析反射信号特征,得到了十分理想的检测效果。结果表明：扰动信号反射波的识别精度达7.659%;边界末端反射波的识别精度为0.121%;泄漏点定位误差为4.447%;而模拟结果可以实现精确定位。此外针对不同因素的影响进行分析,结果表明,扰动信号瞬态特征越强,泄漏孔尺寸越大,反射信号越明显,而管道运行压力对检测效果的影响十分有限。该方法与传统的泄漏检测方法相比具有明显的优越性,对于提高输油管道完整性管理水平具有极大的应用价值。     

广西油气储运工程本科创新教育思考与探索

钦州学院作为广西唯一开设油气储运工程本科专业教育的高校,自2011年首次招生以来,经过近五年的探索和创新教育改革,在天然气储运教学领域获得一些积累。探索表明,广西油气储运工程本科教育要适应国内外发展新形势新要求,尤其是针对迅猛发展的天然气相关产业,优化整合课程和教学内容,创新实践教育,通过大学生创新创业训练项目、毕业论文(设计)、实习实训等途径创新,增强学生动手能力和设计能力,培养应用型技术人才。     

广西创新驱动下油气储运工程本科教育改革探索

全球气候变化及国内雾霾等恶劣大气污染防治工作的推进下,国家正逐渐加快提高天然气的开发利用,并将天然气向主体能源转变,引发油气储运行业的众多变革,由此推动了油气储运工程本科教育的重大改革;在广西加快实施创新驱动发展战略的大背景下,广西油气储运工程本科教育积极进行改革探索,在学生创新激励政策、人才培养方案和合理重构课程体系、建立基于工作过程系统化课程建设、产教融合和产学研一体化深化合作等方面都进行有效探索,力图提高培养学生应用工程技术的创新能力。