Heat transfer of combined forced and natural convection from horizontal cylinder to air

Experimental investigations have been carried out for combined convective flows of air induced around uniformly heated, horizontal cylinders. Three cases of aiding, opposing, and cross flows were examined. The experiments covered the ranges of the Reynolds and modified Rayleigh numbers of Re_d=50 to 900 and Ra_d^*=5×10⁴ to 3×10⁶. The flow fields around the cylinders were visualized with smoke. The results showed that separation points gradually shift from those of the forced convection to the top edge of the cylinder with increasing wall heat fluxes. The local heat transfer coefficients of the cylinders were also measured. Although the local coefficients show complex variations with the forced flow velocities and the wall heat fluxes, the overall coefficients become higher than those estimated from pure forced and natural convections throughout the cases of aiding, opposing, and cross flows. Moreover, it was confirmed that the overall Nusselt numbers as well as the separation points can be predicted with the non‐dimensional parameter (Gr_d^*/Nu_dRe_d²). © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 36(8): 474–488, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.20180     

防台风钻井隔水管技术现状及适用性分析

随着我国南海深水油气的开发,频发的南海台风导致深水钻井隔水管出现严重事故,造成较大损失,需要开发一种有效的防台风钻井隔水管以提高海上钻井安全。为此,阐述了防台风钻井隔水管系统的发展历程及应用情况,详细介绍近海面脱离总成和浮力罐系统2个关键技术,从防台风钻井隔水管安装过程、紧急脱离过程和回接过程3个方面介绍防台风钻井隔水管作业技术。以我国南海某井为例进行了防台风钻井隔水管适用性分析。分析结果表明,与常规钻井隔水管相比,防台风钻井隔水管的连接钻井作业窗口稍微偏小,基本不影响正常钻井性能;在南海台风条件下防台风钻井隔水管可以保持结构完整性,具有良好的防台风性能,同时大大缩短了作业时间,降低了作业费用。     

管道材料附加裕量的影响因素分析

分析了设计用量的统计误差、运输和现场保管过程中出现的偏差、管道施工过程中的损耗和工程所在地域4个主要因素对管道材料附加裕量的影响。分析表明:对于设计用量的统计误差,小管径(公称直径小于等于40)碳钢管道附加裕量为2%～20%,其他的为1%～7%;小管径(公称直径小于等于40)碳钢阀门附加裕量为10%～14%,其他的为1.5%～7%。由于管道施工过程中的损耗,实际发生的设计用量一般可取设计净量的1.03倍。国外项目设计中的管道材料附加裕量应适当加大。     

泥岩浸水膨胀对套管损坏影响分析

泥岩浸水膨胀产生局部地应力异常是导致油水井套管损坏的主要原因之一,通过理论和数值模拟,研究了泥岩膨胀产生的附加套管载荷,泥岩浸水范围不同、井周的地层参数不同对泥岩浸水膨胀后产生的附加载荷不同。泥岩浸水速度和最终浸水程度与临近层的压力有关,压力越高浸水速度和浸水范围越大,产生的膨胀载荷越大,在实际生产过程中应该控制不同产层之间的压力差,减小泥岩浸水导致套损情况发生。     

钻井中钻柱浮力分析与计算

浸泡在钻井液中的钻柱,会受到钻井液浮力的影响。在钻井施工过程中,井眼轨迹预测和控制及钻柱摩阻计算都应考虑浮力的影响。在钻井过程中,浮力的计算一般忽略了钻杆的内外加厚影响,而对于复合钻柱的浮力计算有不同的观点。文中对直井和斜井两种情况下的钻柱浮力进行了详细分析,提出了钻柱浮力的计算新方法,并在现场进行了验证。     

苏北盆地金湖凹陷油气二次运移动力分析

金湖凹陷是苏北盆地第二大产油凹陷,但各区带油气富集程度分布不均。分析表明,油气二次运移对油气富集程度有较大影响。基于油气二次运移的驱动力为水动力和浮力两类认识,通过对凹陷油田水性质、地下古水流形式和地层流体压力系统特征分析,排除了水动力是油气二次运移的主动力;依据油水界面张力、孔喉半径和润湿角等参数,计算了阜宁组输导层在关键时刻的毛细管阻力并与浮力相比较,得出二级构造带油气侧向二次运移的驱动临界条件,发现油相连续长度远小于含油带宽度,且临界油相长度小的地区油气较富集（反之,则较贫）。因此认为油相静浮力为本区油气二次运移的主动力,并由此指出凹陷油气二次运移方向与有利聚集部位。     

催化裂化分馏和吸收稳定全流程模拟与优化

应用Aspen-Plus流程模拟软件,对金陵石化Ⅰ催化裂化分馏和吸收稳定系统进行全流程模拟,产品的恩氏蒸馏曲线基本与实际相符。分析得出,随着分馏塔顶循、一中返塔温度的上升,汽油干点和柴油的95%馏出温度均上升,此外,在保证稳定塔塔底再沸器热负荷和分馏塔产品质量合格的前提下,模拟求得一中最小循环量和相应的油浆占总取热量的最大比例;其次,随着补充吸收剂流量的增大,干气中C_3~+的体积分数逐渐降低,解吸塔和稳定塔再沸器的热负荷逐渐增大;随着解吸塔再沸器热负荷的增加,液态烃中C_2体积分数逐渐下降,稳定塔再沸器的热负荷也随之增大。由此可知,为了保证产品质量,需调节分馏塔各相应段的取热量,并调节好吸收稳定系统的再沸器热负荷、液气比等操作参数。整个模拟与优化过程对生产具有积极的指导意义。     

基于CLSVOF方法的三维单个上升气泡运动的数值模拟

运用CLSVOF方法数值模拟了三维单气泡在液体中的上升和变形过程,分别考察了液体的表面张力和浮力对上升气泡变形的影响。计算结果表明:CLSVOF方法能比较精确地跟踪三维单气泡在液体中的上升过程;在相同密度比和粘度比情况下,随着液体表面张力的减小和液体浮力的增大,气泡底部形成的射流使得气泡下缘凹陷变得明显,变形幅度加大,射流穿透气泡的时间提前。     

平面闸门流固耦合自振特性研究

为了使设计的闸门自振频率远离水流的高能脉动主频率段，以保证闸门的安全，在重点考虑流固耦合引起的“附加质量”对闸门自振特性的影响的基础上，采用三维边界元的数值分析方法，获取闸门的自振频率和振型模态特性。对德清大闸定轮平面闸门的数值计算结果表明：水头对闸门的影响总趋势是使其自振频率降低、振动模态发生变化；闸门局部开启工况第1阶频率较低，振型主要是门叶沿竖直方向的整体振动；低阶振动模态中除门叶竖直方向的整体振动模态外，其余各阶均显示为门叶的弹性变形振动。为提高闸门自振频率，需对其结构进行优化设计。     

基于同步电压相量的故障定位新方法

提出一种利用同步电压相量进行输电网络故障定位的新方法。该方法首先运用对称分量法和线性叠加原理建立故障后的附加正序网络并且定义了故障点的匹配指标,进而基于该指标运用遍历搜索方法寻找故障点位置。该算法仅利用电压相量进行计算,因而能避免因电流互感器饱和导致的误差影响,且仅需少量的同步相量测量单元配置。基于PSCAD的仿真实验表明该方法能够有效地定位任意电网结构的短路故障,并且不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。