检索结果-内蒙古大学图书馆

工程热物理学报 2023年第7期44卷 1859-1865页

作者：颜昱东赵彦琳刘敏姚军中国石油大学(北京)清洁能源科学与技术国际联合实验室过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

本文采用欧拉–拉格朗日方法对静电平衡情况下的圆形截面90°弯管中的气固两相湍流流动进行了大涡模拟研究,重点研究了弯管中的饱和静电作用和Prandtl第二类二次流对于颗粒输送的影响。结果表明,模拟得到Reb=58k工况下的90°弯... 详细信息

本文采用欧拉–拉格朗日方法对静电平衡情况下的圆形截面90°弯管中的气固两相湍流流动进行了大涡模拟研究,重点研究了弯管中的饱和静电作用和Prandtl第二类二次流对于颗粒输送的影响。结果表明,模拟得到Reb=58k工况下的90°弯管中的载流相流场计算结果与实验结果吻合良好,弯管中平均二次流速度最大可以达到体积速度的55%,并且二次流对于离散颗粒相的输送影响显著。静电作用对于管道中心区域的颗粒影响较小,但对于近壁面区域的颗粒作用影响较大,加强了近壁面区域颗粒运动的湍泳现象。动力学分析结果表明,在远离壁面的大部分管道中心区域内流动对颗粒的拖曳力主导颗粒的运动。而对近壁面区域内的颗粒,静电力与拖曳力大小相当甚至超过拖曳力,静电力主导了近壁面区域内颗粒的运动。

关键词：静电二次流颗粒输运大涡模拟

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微气泡旋流气浮装置内流动分析与结构优化

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化工学报 2024年第S01期75卷 223-234页

作者：李匡奚于佩潜王江云魏浩然郑志刚冯留海北京低碳清洁能源研究院北京102211 中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000

基于Euler-Euler多相流模型,对一种微气泡旋流气浮装置内的油水分离多相流动过程进行了数值计算。实际生产过程中,装置内油滴会与注入的旋流气碰撞并黏附形成油滴-气泡黏附体,因此计算过程中将微气泡旋流气浮装置内油-气-水三相流动过... 详细信息

基于Euler-Euler多相流模型,对一种微气泡旋流气浮装置内的油水分离多相流动过程进行了数值计算。实际生产过程中,装置内油滴会与注入的旋流气碰撞并黏附形成油滴-气泡黏附体,因此计算过程中将微气泡旋流气浮装置内油-气-水三相流动过程简化为油气混合相和水相的两相流动过程,并依据工业生产中实际的油水分离效率确定数值计算中油气混合相的表观密度,然后考察了微气泡旋流气浮装置中导流管宽度和倾角对旋流强度及分离效率的影响规律。模拟结果表明,随导流管宽度增加,装置分离效率及出油口含油浓度先增加后迅速降低,导流管宽度为53 mm时装置的分离效果达到最优;随着导流管倾角增加,装置分离效率及顶部出油口含油浓度先上升再下降,导流管倾角为9°时装置的分离效果达到最优。

关键词：旋流气浮分离效率导流结构数值模拟微气泡

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旋风分离器升气管外壁结焦厚度对分离器性能及后续结焦影响

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中国石油大学学报（自然科学版） 2023年第2期47卷 145-152页

作者：宋健斐赵建鹏魏耀东中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

以炼厂常用的PV型旋风分离器为研究对象,通过增加升气管壁厚的方法模拟结焦厚度增长,考察升气管外壁结焦厚度的增加对旋风分离器分离性能、流场及后续结焦情况的影响。结果表明:随着结焦厚度增加,旋风分离器压降小幅度降低但分离效率明... 详细信息

以炼厂常用的PV型旋风分离器为研究对象,通过增加升气管壁厚的方法模拟结焦厚度增长,考察升气管外壁结焦厚度的增加对旋风分离器分离性能、流场及后续结焦情况的影响。结果表明:随着结焦厚度增加,旋风分离器压降小幅度降低但分离效率明显降低;随着结焦厚度增加,旋风分离器环形空间的切向速度逐渐减小,轴向速度逐渐增大,升气管入口处的短路流逐渐增加;旋风分离器筒体段和锥体段的切向速度和轴向速度变化不明显;此外升气管外壁结焦厚度增加一方面会减小环形空间流体微元的向心加速度,进而减小颗粒向壁面黏附的几率,另一方面会增强对已黏附颗粒的清除作用,抑制结焦厚度的进一步增长。

关键词：旋风分离器结焦厚度分离效率压降流场

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通孔平板附近空化泡动力学特性数值模拟研究

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水力发电学报 2024年第10期43卷 63-75页

作者：马明凯尹建勇龚德鸿张永学杜先荣贵州大学电气工程学院贵阳550025 中国石油大学机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

在空化清洗过程中,清洗的程度与空化泡到孔板的距离和空化泡最大半径之间的比值息息相关。然而对通孔平板附近的空化泡动力学研究大多局限于空化泡形态和射流方向,对于射流强度以及演变周期的关注很少。本文基于开源流体动力学软件OpenF... 详细信息

在空化清洗过程中,清洗的程度与空化泡到孔板的距离和空化泡最大半径之间的比值息息相关。然而对通孔平板附近的空化泡动力学研究大多局限于空化泡形态和射流方向,对于射流强度以及演变周期的关注很少。本文基于开源流体动力学软件OpenFOAM平台,利用已建立的两相可压缩空化泡动力学模型对带有通孔平板附近的空化泡多周期演变动力学特性进行了深入地研究。通过分析发现,空化泡溃灭形成的液体射流到达孔心时的最大速度随着γ(特征距离)的增加而减小;随着ε(相对大小)的减小,液体射流达到孔心的最大速度增加;空化泡第一次溃灭时的最小半径均随着γ和ε的减小而逐渐增大,空化泡溃灭的剧烈程度有所减缓,第一次溃灭周期有所延长。

关键词：空化泡通孔平板液体射流溃灭周期 OpenFOAM

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液相物性对双入口管柱式气液分离器液膜流型的影响

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中国海上油气 2023年第6期35卷 162-172页

作者：李子青陈建义张丁于周宇航马红莹李森中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

管柱式气液分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,液相介质物性对其两相流型及分离性能有显著影响。分别以水、甘油溶液和T55导热油为液相介质,空气为气相介质,采用高速摄像机对直径74 mm的双入口GLCC倾斜入口管的气液流型和... 详细信息

管柱式气液分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,液相介质物性对其两相流型及分离性能有显著影响。分别以水、甘油溶液和T55导热油为液相介质,空气为气相介质,采用高速摄像机对直径74 mm的双入口GLCC倾斜入口管的气液流型和上部筒体的液膜流型进行了高帧率可视化研究,发现:倾斜入口管内气液流型为分层流、环状流;上部筒体内液膜流型为旋环流、过渡流、搅混流与鳞状流,进一步分析了液相介质物性对气液流型及液膜流型的影响机理。结果表明:液相黏度越大,倾斜入口管内分层流越稳定,预分离效果越佳;上方次入口内环状流侧壁液膜厚度越薄,上部筒体内搅混液膜越容易被向上携带;同时,液膜的稳定性越差,旋环流越易发展为搅混液膜甚至鳞状流,越易导致气相携液现象(LCO)发生。引入无量纲气、液相特征参数,得到了旋环流与搅混流的流型转变判别式,可间接表征不同液相介质双入口GLCC液膜流型与分离性能的关系,对确定GLCC最优工况区间具有指导意义。

关键词：管柱式气液分离器气液两相流气相携液液相物性液膜流型分离性能

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超临界射流掺混控制中激励振幅的影响

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航空动力学报 2024年第10期39卷 241-251页

作者：原敏鹏冯岩岩向勇宋彦萍中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

针对超临界氮气圆形湍流射流,采用雷诺平均数值模拟方法,研究了不同雷诺数条件下曲张激励模态的振幅对类气态射流掺混流场特性的影响。结果表明:在研究的雷诺数范围内(1.5×10^(5)~6.1×10^(5),基于射流孔径),无激励射流势核长... 详细信息

针对超临界氮气圆形湍流射流,采用雷诺平均数值模拟方法,研究了不同雷诺数条件下曲张激励模态的振幅对类气态射流掺混流场特性的影响。结果表明:在研究的雷诺数范围内(1.5×10^(5)~6.1×10^(5),基于射流孔径),无激励射流势核长度和扩张角基本保持不变,超临界氮气射流混合受雷诺数影响较小;雷诺数较低时(小于2.3×10^(5)),随激励振幅的增加,射流掺混效果增强,25%振幅控制下射流密度势核可缩短58%,扩张角增大87%,曲张激励有效提升了射流出口的传热性能并解除固壁效应;雷诺数较高时(高于3.0×10^(5)),射流的湍动能升高,剪切层变薄,层内速度、密度和温度梯度更大,控制增强掺混的难度增加,当雷诺数为6.1×10^(5)时,射流密度势核缩短和扩张角增大程度约为较低雷诺数条件下的76%和23%,雷诺数对掺混控制效果有较大的影响。

关键词：超临界射流射流控制曲张模态激励振幅雷诺数

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烧结金属纤维型隔离气滤芯气-液过滤实验及现场高压应用

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石油学报（石油加工） 2023年第6期39卷 1361-1370页

作者：于文瀚陈锋任昱霖张婉姝吴小林姬忠礼中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

在实验室和长输天然气管道压气站分别建立了烧结金属纤维型隔离气滤芯的气-液聚结过滤性能测试装置,系统研究了滤芯在2种工况下的气-液聚结过滤性能影响因素及变化规律。结果表明:单层烧结毡孔径越小的滤芯对亚微米级液滴的过滤效率越高... 详细信息

在实验室和长输天然气管道压气站分别建立了烧结金属纤维型隔离气滤芯的气-液聚结过滤性能测试装置,系统研究了滤芯在2种工况下的气-液聚结过滤性能影响因素及变化规律。结果表明:单层烧结毡孔径越小的滤芯对亚微米级液滴的过滤效率越高,但二次夹带现象越严重;烧结毡孔径递增的排布可有效降低滤芯的二次夹带现象的发生。在压气站现场高压工况下,滤芯过滤性能参数与实验室常压实验相比变化较大;压气站现场实际工况的稳态压降升高10~13 kPa,累计过滤效率下降5百分点左右,实验滤芯的品质因子比现用进口滤芯C高0.018 kPa^(-1),过滤性能更好,为隔离气净化装置的优化提供了设计方案。同时,实验室实验与压气站现场试验的结果对比分析可为烧结金属滤芯的设计提供数据支撑和理论参考。

关键词：隔离气烧结金属滤芯过滤性能孔径高压工况

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同轴超临界射流掺混模态调控的大涡模拟

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工程热物理学报 2024年第11期45卷 3323-3330页

作者：冯岩岩原敏鹏向勇王存海中国石油大学(北京)机械与储运工程学院过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

为增强同轴超临界射流的掺混特性,对自然射流和采用模态控制方法的激励射流流场开展了大涡模拟。结果表明:在15%振幅的曲张和扑动模态激励下,射流的密度、温度和速度势核长度分别缩短了42.9%、42.4%和23.3%,增强混合的效果较好,而螺旋... 详细信息

为增强同轴超临界射流的掺混特性,对自然射流和采用模态控制方法的激励射流流场开展了大涡模拟。结果表明:在15%振幅的曲张和扑动模态激励下,射流的密度、温度和速度势核长度分别缩短了42.9%、42.4%和23.3%,增强混合的效果较好,而螺旋模态激励的增混效果较差;曲张和扑动模态激励有效减弱了固壁效应和密度分层,径向速度脉动更加剧烈,动量混合增强,同时热容屏障被削弱,传热得到强化;螺旋模态激励对流场高密度梯度的改善微弱,且无法有效地削弱热容屏障,射流动量混合和传热的增强效果较差;本征正交分解的结果显示,速度场的低阶分量占据总能量的较大比例,主导了流动,曲张和扑动激励显著增强了流场下游的一阶分量,而螺旋模态的增强效果微弱。

关键词：同轴超临界射流射流混合增强模态控制湍流混合

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基于OpenFOAM的缺陷壁面附近空化泡动力学过程模拟

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水利水电科技进展 2025年第1期45卷 39-46页

作者：杜先荣尹建勇张永学田磊马明凯贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形... 详细信息

基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形成更为强烈的溃灭,造成更大的壁面压力峰值;随着缺陷深度的增加,空化泡第一次溃灭所造成的壁面压力峰值出现先减小后几乎不变的情况,空化泡第二次溃灭所造成的压力峰值一直在减小。

关键词：空化泡缺陷壁面压力峰值数值模拟 OpenFOAM

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基于液膜流型的双入口管柱式气液分离器性能研究

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化工学报 2022年第3期73卷 1221-1231页

作者：周宇航陈建义王亚安张丁于马红莹叶松中国石油大学重质油国家重点实验室北京102249 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

管柱式气液分离器(gas-liquidcylindricalcyclone,GLCC)是一种耦合离心力与重力作用的分离设备,常用于深海油气分离。气相带液(liquidcarry-over,LCO)是影响GLCC分离性能的关键问题,且LCO率与GLCC上部筒体内的液膜流型有密切关系。因此... 详细信息

管柱式气液分离器(gas-liquidcylindricalcyclone,GLCC)是一种耦合离心力与重力作用的分离设备,常用于深海油气分离。气相带液(liquidcarry-over,LCO)是影响GLCC分离性能的关键问题,且LCO率与GLCC上部筒体内的液膜流型有密切关系。因此,通过调控液膜流型来控制LCO率是一种可行方法。提出了一种向上分支的双入口管柱式气液分离器,并在其分支管增设一个阀门以控制两入口间流量比,达到调控液膜流型的目的。利用高速摄像机,通过改变入口气、液流量和阀门开度,系统研究了液膜的分布特征;并利用数值模拟对GLCC液膜流型、内部流线及速度特性做了研究。支路流通面积比从100%改变至0时,流经倾斜管主路的流量增多,液膜占据的筒体壁面高度沿轴向逐渐降低,且液膜集中在倾斜管主路入口附近并形成对分离性能有利的旋环流流型;模拟结果显示,在前述过程中,旋流场涡核中心逐渐稳定,有利于抑制LCO的发生。调节入口阀门开度以调控液膜流型是改善GLCC分离性能的可行手段。

关键词：管柱式气液分离器双入口结构气液两相流分离流型控制

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