加温加压下CFD-PBM耦合模型空气-水两相流数值模拟研究

计算流体力学与群体平衡模型（CFD-PBM）结合可有效地模拟鼓泡塔内流体行为,较准确地预测流场、相含率以及局部气泡尺寸分布。以直径100 mm、高1.3 m的加温加压鼓泡塔为模拟对象,在系统压力为1 MPa、表观气速为0.08~0.24 m/s、温度为30~160℃条件下系统地考察了空气-水体系的表观气速、温度以及固含率对平均气含率、大小气泡气含率、气泡直径和气泡尺寸分布等参数的影响。结果表明,平均气含率的模拟结果和实验值在10%的误差范围内吻合较好;温度的变化主要影响了塔内气泡的聚并和破碎,并用聚并破碎的机理解释了温度对其流体行为的影响。     

平板形蒸发器环路热管的研究进展

环路热管是一种高效的传热装置。与其他传统的热管相比,其最大的优势是传热距离大、可反重力运行。对环路热管进行总结和回顾,既有利于推进环路热管基础理论的发展,也可促进新型、高效环路热管的开发与利用。本文根据蒸发器的形状对环路热管进行了分类,全面系统地介绍了近五年国内外关于平板形蒸发器环路热管的实验研究和理论模型研究进展,包括吸液芯结构设计、工质选择、蒸发器优化、蒸发器的模型研究及环路热管系统的模型研究,分析了6种吸液芯结构各自的优缺点与应用现状,比较了几种常见工质及3种常规平板形蒸发器环路热管系统模型之间的差异。最后对平板形蒸发器环路热管的研究现状进行了总结,并对未来其在实验研究和理论模型研究方面提出了科学的分析与展望。     

循环射流混合槽内液液两相混合特性数值模拟

循环射流混合槽作为一种高效的混合装置在化工过程强化处理技术中具有潜在的工业应用前景。由于缺乏对其内多相体系流动和混合行为的研究,制约了循环射流混合反应器的优化设计与工业化应用。本文选取水和二甲基硅油两相体系,采用计算流体力学软件ANSYS Fluent V16.1中Eulerian-Eulerian多相流模型和SST k-?湍流模型,对两种不同加料方式下循环射流混合槽内液液两相射流中心线速度、离析强度、拉伸率等参数进行研究。研究结果表明：分散相浓度（α_d）增大射流卷吸能耗增大,在l/s<0.4内α_d=1.80%和2.86%量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与α_d=6.00%相比减弱51%和21%;在低分散相浓度时,量纲为1的射流中心线速度随Re的增大衰减趋势变化小,在l/s<0.24内Re=6346、9519和12692量纲为1的射流中心线速度衰减趋势与Re=3173相比分别减弱2.60%、2.87%和12.69%。离析强度随混合时间的增大而减小,随周向角度增大呈W形变化趋势。在相含率和雷诺数相同时,对称球状较圆柱状加料达到混合时间减少65.5%;不同喷嘴之间的拉伸率随迹线长度的增大而增大,jet1和jet9位置处的拉伸率与其余喷嘴相比较大;相同喷嘴之间拉伸率随Re的增大而增大,Re=6346、9519和12692的拉伸率与Re=3173相比分别提高289%~320%、418%~454%和607%~667%。     

超支化压裂液稠化剂的制备及评价

以二乙醇胺（DEA）、丙烯酸甲酯（MA）、三羟甲基丙烷（TMP）、顺丁烯二酸酐（MAH）为原料，合成了一种端羧基超支化大单体HPAE-C。并以HPAE-C、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体，在水溶液中进行自由基聚合得到一种四元共聚物稠化剂PHPAE-C。通过FTIR和1HNMR对其结构进行表征。评价了超支化稠化剂的溶液性质和交联性能。结果表明，稠化剂质量浓度为3000 mg/L（剪切速率为7.34 s-1，25℃）时，溶液表观黏度可达846.7 mPa·s，升温至90℃时，黏度仍为570 mPa·s，并且在Na+质量浓度为6000 mg/L、Ca2+和Mg2+质量浓度为600 mg/L时表观黏度仍能达到300mPa·s以上，说明PHPAE-C具有良好的增黏、耐温、耐盐和抗剪切性能；在交联比m(聚合物水溶液)∶m(乙酰丙酮锆)=100∶0.06、交联温度为55 ℃、pH=5时交联效果最佳。并对交联效果最佳的压裂液进行了性能评价，结果表明，在120℃、170s-1下剪切80 min后，该体系的表观黏度可达到450 mPa·s左右，并且是一种具有良好悬砂、破胶性能的低伤害压裂液体系。     

不同介质中活性炭吸附与缓释烟酸的研究

研究了活性炭吸附烟酸并在不同介质（蒸馏水、人工胃液、人工肠液）中对烟酸的释放。人工胃液对烟酸的释放有很强的促进作用,累计释放百分率是三种介质中最高的,达到76．36％,并对其原因进行了初步探讨。数学模拟的结果表明,活性炭在三种介质中释放烟酸过程120min前均符合Higuchi模型,整个释放过程符合药物体外释放一级动力学模型。     

新型氟碳油井缓蚀剂在高含水油田应用研究

研制了一种以氟碳咪唑啉为主成分的高效油井采出液缓蚀剂,在陕北青化砭采油厂丰富川井区进行了现场应用试验,用分光光度法测试采出液水质总铁含量和井下挂片失重法评价缓蚀效果。结果表明,加药后油井采出液水质中总铁含量明显下降,平均为64%~77%,缓蚀率平均为97%~99%,有效抑制了油井采出液对金属设备的腐蚀。     

不同曳力模型对鼓泡床内气固两相流的模拟研究

基于双流体模型,应用Fluent商业软件包对带有单喷嘴的二维鼓泡床中气固两相流进行模拟研究。采用三种基于不同机理的曳力模型;半经验的Gidaspow模型、由格子波尔兹曼方法导出的Koch-Hill模型与修正的半经验的McKeen模型,通过模拟气泡的形成、上升及破裂过程,气泡形状和颗粒运动特征,计算气体泄漏率、气泡直径及气泡上升速度,对不同曳力模型进行比较研究,其中编程实现了Koch-Hill和McKeen曳力模型模块。通过与文献中的实验结果进行对比发现,Gidaspow模型对气泡形状的模拟效果较好,与实验数据的误差介于其他两种模型之间;Koch-Hill模型捕捉到的气泡特征最逼真,且床层膨胀效果明显,但定量计算的误差最大;而McKeen模型与实验数据的误差最小,但对气泡形状的模拟效果较差。     

天然植物胶产业链及应用

对油田化学品植物胶,特别是瓜尔胶及其衍生物在石油钻井、压裂、酸化等方面的应用进行了介绍,从生产、市场、应用及配液技术、发展前景等多方面给予说明。     

红外光谱法评价在用有机热载体酸值变化的研究

在用有机热载体劣化程度的监测中,酸值是一项重要的检测项目。文章采用中和滴定法和红外光谱两种方法对有机热载体氧化过程中酸值变化进行对比研究,认为红外光谱中1715cm-1下吸收峰与酸值变化具有相关性。     

Computational modelling of industrial pulp stock chests

Agitated pulp stock chests are the most widely used mixers in pulp and paper manufacture. Stock chests are used for a number of purposes, including attenuation of high‐frequency disturbances in pulp properties (such as mixture composition, fibre mass concentration, and suspension freeness) and are designed using semi‐empirical rules based largely on previous experience. Tests made on both laboratory and industrial‐scale pulp chests indicate that they are subject to non‐ideal flows, including channelling and creation of dead zones. In the present work, a commercial computational fluid dynamic (CFD) software (Fluent) is used to model two industrial pulp stock chests. The first chest is rectangular, agitated using a single side‐entering impeller, and feeds a mixture of chemical pulps at 3.5% mass concentration (C_m) to a papermachine. The second chest has rectangular geometry, with a mid‐feather wall used to direct suspension flow through a U‐shaped trajectory past four side‐entering impellers. This chest is used to remove latency from a C_m = 3.5% thermomechanical pulp suspension ahead of stock screening. For CFD computations, pulp rheology was described using a modified Hershel–Buckley model. Steady‐state simulations were made corresponding to process conditions during mill tests. The calculated steady‐state flows were then used to determine the dynamic response of the virtual chests and then compared with experimental measurements and found to agree reasonably well. The computed flow fields provided insight into mixing processes occurring within the chests, showing cavern formation around the impellers (which reduced the agitated volume available for mixing). Mass‐less particle tracking, using the steady‐state flow field, gave insight into the stagnant regions and bypassing zones created in the vessels. This paper discusses difficulties encountered in characterising the mixing (both experimentally and computationally) and the limitations of the industrial data.