检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2024年第2期43卷 565-578页

作者：刘浩宇赵彦琳姚军 WANG Chi-Hwa 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院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 新加坡国立大学化学与生物分子工程系新加坡肯特岗117585

在过去的几十年里,由于许多工业问题和相关新技术的发展,颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。静电的发生会受多种因素的影响,随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电... 详细信息

在过去的几十年里,由于许多工业问题和相关新技术的发展,颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。静电的发生会受多种因素的影响,随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电荷的积累,静电量可以达到饱和状态。本文分别综述了气力输送颗粒系统中的静电发生及静电平衡,着重分析了颗粒与壁面之间接触带电的两种方式(碰撞带电和摩擦带电)、颗粒流模式及受力情况,讨论了颗粒带电过程所受的影响因素,包括外界条件(温度、相对湿度)、颗粒几何条件(尺寸、形状、接触面积、粗糙度)以及受力条件(摩擦力、常压)等。此外,对气力输送颗粒系统中静电的数值计算作了简单介绍。最后,为澄清气力输送颗粒系统中静电发生的机理,对单颗粒发生静电的物理机制进行了分析。根据对相关研究结果的总结,发现由于碰撞或摩擦造成的电荷转移的工作机制尚未完全明了,这些问题将在未来逐步得到解决。

关键词：静电效应颗粒气力输送接触带电

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杆状内构件对旋风分离器流场和性能的调控

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炼油技术与工程 2023年第3期53卷 43-49页

作者：解凯王娟王江云李迪孙国刚毛羽中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京市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市102249

采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计... 详细信息

采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计算结果表明,增设杆件于旋分器内部非轴心位置,随着杆远离几何中心切向速度先增大后减小,且当杆件置于外旋流区域时切向速度降低幅度更大。因此,杆件置于非轴心位置时能起到减阻的效果,且随着杆远离几何中心,减阻幅度先增加后减小,杆件位于外旋流时减阻幅度最大,最高可达38.3%。随着杆件远离旋风分离器几何中心,Stk 50先增大后减小,其分离性能先降低后升高。杆件置于轴心位置时,分离效率最高,同时压力降也最高。杆件位置的改变能影响旋风器的流场分布,从而影响其性能。可以根据应用场景的需求,选择合适杆件的位置。以高分离效率为标准时,可将杆件置于距离几何中心较近的位置,甚至置于几何中心处。以低能耗为标准时,可将杆件置于距离几何中心较远的位置。

关键词：杆状内构件旋风分离器湍流模型气固两相流模型切向速度涡量分析压力降分离效率

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防返混锥对旋风分离器内旋转流的稳流与截止作用

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石油学报(石油加工) 2025年第3期41卷 783-793页

作者：陈敏魏浩然王江云孙永森王娟中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000 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

采用雷诺应力模型对灰斗段安装防返混锥的旋风分离器进行气相流场的模拟计算,考察了其排尘口附近速度、压力以及涡旋的分布特点,得到了能够有效截止并稳定旋转流的防返混锥参数。结果表明:灰斗段安装防返混锥能很好地规整旋风分离器内流... 详细信息

采用雷诺应力模型对灰斗段安装防返混锥的旋风分离器进行气相流场的模拟计算,考察了其排尘口附近速度、压力以及涡旋的分布特点,得到了能够有效截止并稳定旋转流的防返混锥参数。结果表明:灰斗段安装防返混锥能很好地规整旋风分离器内流场;防返混锥底面直径小于排尘口内旋流尺寸时,对旋转流截止作用弱,无法降低灰斗段旋流强度,但对上行流起到破涡作用,减弱轴向速度滞留;防返混锥底面直径大于排尘口内旋流尺寸时,截止作用强,旋转流被固定在防返混锥表面,灰斗段旋流强度和涡旋能量降低,轴向速度滞留得到增强;防返混锥底面直径继续增大,各流场参数变化不大,灰斗段静压升高明显,切向速度峰值位置转移至下行流区;较佳的防返混锥底面直径应为排尘口直径的0.4~0.8倍。

关键词：旋风分离器数值模拟防返混锥旋转流截止作用

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外导流管对旋风分离器流场的调控

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石油学报（石油加工） 2022年第3期38卷 571-581页

作者：解凯王娟邹槊王江云毛羽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

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明... 详细信息

采用雷诺应力模型(RSM)和离散相模型(DPM)对旋风分离器内的气-固两相流动进行了数值模拟计算,比较了带有不同外导流管的旋风分离器内流场、压降和分离效率,并探究了不同外导流管管径对旋风分离器内的流场调控及分离性能的影响。结果表明:外导流管可以改善旋风分离器内的二次涡分布,减小纵向环流的影响范围,降低二次涡间的协同作用,并抑制灰斗入口和料腿入口的二次流,从而提高分离效率;其中,带有H-E型外导流管的旋风分离器有效地提高了细小颗粒的分离效率,对粒径4μm以下颗粒分离效率的提高可达10%以上;H-E型外导流管对入口气流进行分流,可以减小气流的旋流损失,使压降降低16.7%。此外,外导流管管径对H-O型旋风分离器分离性能影响较小,对H-E型旋风分离器分离性能影响较大。

关键词：旋风分离器分离性能数值模拟外导流管二次涡

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FCC沉降器结焦问题的研究进展

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石油学报（石油加工） 2022年第3期38卷 610-622页

作者：王娟余海艳解凯徐皓晗王壮王江云毛羽中国石油大学(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

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉... 详细信息

沉降器是催化裂化中油气与催化剂分离过程的重要设备。沉降器的结焦问题易导致非计划停工,严重影响催化裂化装置的长周期运行,因此抑制或减缓沉降器结焦成为该领域的研究热点之一。综述了国内外有关沉降器结焦问题的研究进展,以期为沉降器的优化操作提供参考。首先对沉降器结焦的部位及原因进行了分析,从化学反应角度分析了结焦的内因是反应油气中液相重组分的存在;从流场分布、压力分布、催化剂含量分布和温度分布解析结焦的外因。进而阐述了结焦物的基本特性,按照不同方法对结焦物进行了分类和特性的比较。其次,从化学反应过程和油剂流动、焦体沉积与增长过程两方面总结了结焦的机理,并总结了操作条件(原料性质、催化剂含量、反应温度、再生剂温度和油/剂比)和沉降器结构(粗旋与顶旋连接结构、快分系统)对结焦的影响规律。最后根据结焦机理和影响因素,从优选反应物和优化操作条件、优化沉降器结构2个方面提出了抑制或减缓结焦问题的具体措施。提高沉降器温度和降低油气分压可从操作条件方面降低结焦的可能性,优化粗旋与顶旋连接结构、优化快分系统、优化分离器入口结构和顶旋升气管结构等措施可以改善沉降器内流场分布,进而抑制结焦。

关键词：流化催化裂化(FCC) 沉降器分离焦化结焦机理影响因素措施

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基于微波技术的天然气管道内颗粒物在线检测方法研究

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化工学报 2023年第3期74卷 1042-1053页

作者：陈俊先姬忠礼赵瑜张倩周岩刘猛刘震中国石油大学(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 北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司北京100083 中国石油煤层气有限责任公司北京102249

针对天然气管道内颗粒物难以检测的问题,提出了一种基于微波技术的管道内颗粒物在线检测方法。首先对我国天然气管网内颗粒物进行特征分析,并基于微波测量原理以密封探针的方式实现了微波在管道中的传输;其次,采用有限元仿真软件对密封... 详细信息

针对天然气管道内颗粒物难以检测的问题,提出了一种基于微波技术的管道内颗粒物在线检测方法。首先对我国天然气管网内颗粒物进行特征分析,并基于微波测量原理以密封探针的方式实现了微波在管道中的传输;其次,采用有限元仿真软件对密封探针结构优化以及管道尺寸(两探针间距)进行研究,分析微波测量系统的电流分布规律和最优结构参数;最后,搭建实验平台,定量分析了不同工况下测量系统输出电压与颗粒物浓度的影响规律。结果表明,当管道内液滴浓度在39~210mg/m^(3)变化时,采用二次函数拟合测量系统输出电压与液滴浓度的关系,可决系数R2在0.966以上;各信号采样点的相对示值误差平均值在5.20%上下波动,测量系统重复性都在0.24%范围内变化。

关键词：颗粒物天然气优化设计在线检测测量微波模拟

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可压缩液体中的气泡球形稳定性的研究

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核科学与工程 2024年第2期44卷 416-427页

作者：张宇宁周星郑潇潇丁志凌中国石油大学(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 中国消防救援学院北京102202

可压缩液体中气泡的球形稳定性对核电站设备及其附属的过流部件的稳定运行起着至关重要的作用。本文利用匹配渐进展开式的方法,建立了可压缩液体中气泡球形扰动的理论模型。利用气泡的泡壁马赫数将泡壁附近的液体分为内场和外场,将内场... 详细信息

可压缩液体中气泡的球形稳定性对核电站设备及其附属的过流部件的稳定运行起着至关重要的作用。本文利用匹配渐进展开式的方法,建立了可压缩液体中气泡球形扰动的理论模型。利用气泡的泡壁马赫数将泡壁附近的液体分为内场和外场,将内场的流体近似为不可压缩液体,使用拉普拉斯方程计算。外场的流体认为是可压缩液体,用波动方程来描述。通过内外匹配渐进展开法推导了可压缩液体中气泡的球形扰动方程。基于扰动方程中焓的两种表示方式(用压力近似焓或直接用焓表示),讨论了这两种方程预测的气泡球形扰动振荡特性相关物理量(扰动振幅、扰动振幅变化速度和扰动振幅变化的加速度)的差异。通过对比,发现这两种方程预测结果的差异主要体现在上述物理量的极值处,并且直接用焓表示的方程预测的极值更大。此外,还定量研究了初始气泡半径和环境压力对两种方程预测结果的影响。

关键词：泡动力学空化球形稳定性

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旋流气浮装置内流动规律数值模拟

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石油学报（石油加工） 2023年第3期39卷 587-598页

作者：王江云魏浩然李佳奇杨矞琦王娟中国石油大学(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 中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000 凯莱英生命科学技术(天津)有限公司天津300457

采用欧拉多相流模型对一种旋流气浮装置内多相流动过程进行了数值模拟,鉴于在实际旋流气浮装置内油滴与气泡相互碰撞并黏附形成油-气混合相的流动特点,简化油-气-水三相流动为油-气混合相和水相的两相流动,依据实际除油效率确定油-气混... 详细信息

采用欧拉多相流模型对一种旋流气浮装置内多相流动过程进行了数值模拟,鉴于在实际旋流气浮装置内油滴与气泡相互碰撞并黏附形成油-气混合相的流动特点,简化油-气-水三相流动为油-气混合相和水相的两相流动,依据实际除油效率确定油-气混合相密度,并以出油口分流比来表征装置中顶部出油口排出液与总排出液的质量流量比,然后考察了操作参数对旋流气浮装置性能的影响规律。结果表明:在含油污水处理量50~120 m^(3)/h范围内,旋流气浮装置的除油效率随着含油污水处理量的减小而增大;当出油口分流比处于0.001~0.020范围内时,装置除油效率随着出油口分流比增大而增大,但顶部出油口排出液的含油质量分数降低,综合考虑发现出油口分流比为0.010~0.015时,该旋流气浮装置的除油性能较佳。

关键词：旋流气浮数值模拟除油效率澄清效率气浮浓缩倍数

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立体平板热管强化温差发电性能的实验研究

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动力工程学报 2024年第6期44卷 905-910页

作者：李大树丁奕文张程宾中国石油大学(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 苏州科技大学江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室江苏苏州215009 东南大学能源与环境学院南京210096

为提升温差发电装置的发电效率,提出了一种立体平板热管强化性能方法,通过实验对比评估了2种充液率对该立体平板热管均热性能的影响,探究了不同温差下温差发电系统的最大输出功率和发电效率。结果表明:充液率为27.4%时立体平板热管启动... 详细信息

为提升温差发电装置的发电效率,提出了一种立体平板热管强化性能方法,通过实验对比评估了2种充液率对该立体平板热管均热性能的影响,探究了不同温差下温差发电系统的最大输出功率和发电效率。结果表明:充液率为27.4%时立体平板热管启动过程为分段启动,且温度分层现象明显;充液率为31.7%时立体平板热管可在40℃左右时迅速启动,启动后温度分布均匀性和一致性较好,有利于温差发电系统持续稳定高效发电;基于立体平板热管强化的温差发电系统的最大输出功率和发电效率均随着冷热端温差的增大而增大,且温差发电效率最高可达3.99%。

关键词：立体平板热管温差发电充液率温差

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边界压力波动对液膜端面机械密封空化及性能的影响

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化工进展 2022年第10期41卷 5175-5187页

作者：张金亚张家祥沈宗沼陈逸中国石油大学(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 合肥通用机械研究院有限公司安徽合肥230031

泵在流量调节、流体激振等工况下会发生大范围的压力波动,易导致机械密封“失稳”,影响泵体安全运行。本文通过建立螺旋槽型三维液膜模型,采用Mixture多相流模型及Zwart-Gerber-Belamri空化模型,探究边界压力波动对密封液膜端面空化及... 详细信息

泵在流量调节、流体激振等工况下会发生大范围的压力波动,易导致机械密封“失稳”,影响泵体安全运行。本文通过建立螺旋槽型三维液膜模型,采用Mixture多相流模型及Zwart-Gerber-Belamri空化模型,探究边界压力波动对密封液膜端面空化及密封性能演变规律。结果表明,边界压力波动工况下,气相体积分数波动与压力波动之间存在相位差;相比于外径侧压力波动,内径侧压力波动对端面空化的影响较大;外径侧压力波动对密封性能的影响较小且跟随性较好,内径侧压力波动工况则相反;此外,内径侧压力波动工况下,临界压力使得气相体积分数为0且临界压力与波动周期有关,端面空化消失致使密封性能曲线急剧变化。基于边界压力波动对液膜密封的影响研究,泵用机械密封应采取旋转式密封形式(压力波动作用在外径侧),以减小泵内压力波动对机械密封产生的影响。

关键词：压力波动机械密封空化密封性能

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