检索结果-内蒙古大学图书馆

化工机械 2024年第1期51卷 145-150,164页

作者：李岩罗茜刘睿浩云泽张冀翔中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室

基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在... 详细信息

基于超声导波无损检测技术,开发了一套应用于氟化工装置高温管道的壁厚检测装备,结合无线传输技术能够实现对高温管道腐蚀状况的长期在线监测,进而降低因腐蚀问题造成的泄漏、破裂等事故的发生频率。采用矩形波导杆作为温度缓冲结构,在超声换能器和高温管道之间实现自然降温,同时还能作为传递非频散水平剪切波的媒介。利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对波导杆和高温试件进行热仿真分析和超声波场模拟,对波导杆进行结构优化,并在波导杆上激励和接收了非频散水平剪切波。对常温和高温工况下的不锈钢板进行试验和仿真分析,研究了超声导波的传播特性与机理,测量了不同温度下的钢板厚度,揭示了温度对厚度测量的影响规律。

关键词：高温管道壁厚检测波导杆超声导波仿真分析

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工艺气脱水装置外输管线中液滴来源及分布特性研究

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石油与天然气化工 2023年第3期52卷 1-8页

作者：林光耀姬忠礼胡成勇王亚彬纪律强张冬超中国石油大学(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迪威尔石油天然气技术开发有限公司

目的对天然气净化厂内脱水装置出口净化气中夹带的液滴进行溯源与分布特性的定量分析。方法对外输管线内液滴取样进行组分分析,并对4列稳定生产运行的天然气脱水装置(三甘醇吸收塔)出口开展了液滴在线检测。结果实验分析发现,收集液样... 详细信息

目的对天然气净化厂内脱水装置出口净化气中夹带的液滴进行溯源与分布特性的定量分析。方法对外输管线内液滴取样进行组分分析,并对4列稳定生产运行的天然气脱水装置(三甘醇吸收塔)出口开展了液滴在线检测。结果实验分析发现,收集液样品主要由三甘醇和环丁砜组成,其质量分数分别为89%和10%,出口液滴质量浓度小于300 mg/m^(3),粒径小于1μm的液滴占比大于90%,峰值粒径d mod约0.2μm。湿气处理量和气相压力变化直接影响液滴的分布特性。结果表明,脱水装置下游外输管线内的液滴由三甘醇吸收塔和上游脱硫装置的气液夹带产生,在湿气处理量(20℃,101.325 kPa下)为260×10^(4)~290×10^(4) m^(3)/d、550×10^(4)~650×10^(4) m^(3)/d的范围内,处理量的增加导致吸收塔内夹带液滴的质量浓度明显增大,出口气体中更易夹带较大液滴(粒径>0.5μm)。当气相压力为5.1~6.0 MPa时,压力升高对夹带液滴的质量浓度无明显影响,但会导致出口液滴粒径分布变窄。结论明确了三甘醇脱水装置外输气中夹带的液滴来源和分布特性,可从技术层面为夹带液滴的过滤分离方案提供理论参考依据。

关键词：天然气三甘醇在线检测夹带液滴

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旋风分离器方形和圆形升气管分离性能对比研究

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炼油技术与工程 2022年第10期52卷 32-36页

作者：钱振孙国刚袁世威王泽涛中国石油大学(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市102249

通过冷模试验和数值模拟对比研究了将常规圆形旋风分离器的圆形升气管改为方形升气管的分离效率、压力降(压降)及流场。冷模试验对比结果表明:方形升气管的分离效率和压降都低于相同流通面积的圆形升气管,分离效率降低约1%,压降降低约3... 详细信息

通过冷模试验和数值模拟对比研究了将常规圆形旋风分离器的圆形升气管改为方形升气管的分离效率、压力降(压降)及流场。冷模试验对比结果表明:方形升气管的分离效率和压降都低于相同流通面积的圆形升气管,分离效率降低约1%,压降降低约30%;与圆形升气管相比,方形升气管的效率压降因子升高约36%,说明方形升气管具有明显的降阻效应。流场模拟结果表明:方形升气管分离器内切向速度低于圆形升气管,短路流量也大于对应的圆形升气管;两种升气管分离器内流场的差别主要发生在分离器顶部环形空间,而分离器底部差别较小;方形升气管外壁绕流流动可近似为以方管外接圆为等效圆的旋转流动。

关键词：旋风分离器圆形升气管方形升气管分离性能流场效率压降因子

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板壳式换热器板间下降两相流流型转变及压降特性

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科学通报 2021年

作者：吴鹏飞王科中国石油大学(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

对板壳式换热器波纹通道内垂直向下气-液两相流动的流型和压降进行了实验研究,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流.同时,分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中... 详细信息

对板壳式换热器波纹通道内垂直向下气-液两相流动的流型和压降进行了实验研究,讨论了圆形波纹通道内流型特征及转变机理,根据相界面形态特征将流型划分为泡状流、弹状流、膜状流和搅混流.同时,分析了流型与压降之间的关系,发现泡状流中的压降波动频率与幅值最小,弹状流与膜状流次之,搅混流中压降波动频率与幅值最大.获得了波纹通道内单相以及气-液两相压降的分布规律,建立了单相压降预测关联式,并基于Lockhart-Martinelli理论,通过分析两相摩阻系数与Martinelli参数的关系建立了波纹通道内两相流动压降预测关联式.

关键词：流型压降波纹通道板壳式换热器垂直向下流动

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沥青颗粒旋风分离性能模型的建立与验证

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流体机械 2023年第6期51卷 33-38页

作者：王新超马强陈建义中国石油天然气管道工程有限公司河北廊坊065000 中国石油大学(北京)重质油国家重点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

针对沥青颗粒因蓬松多孔、黏附性强、流动性差等造成旋风分离效率低,且目前商未有准确的分离效率计算模型等问题,以三区模型为基础,引入了新的特征尺寸、特征速度、颗粒球形度等因素,确定了更为准确的St数,最终建立了沥青颗粒分离性能... 详细信息

针对沥青颗粒因蓬松多孔、黏附性强、流动性差等造成旋风分离效率低,且目前商未有准确的分离效率计算模型等问题,以三区模型为基础,引入了新的特征尺寸、特征速度、颗粒球形度等因素,确定了更为准确的St数,最终建立了沥青颗粒分离性能的新模型。通过试验对比了新模型与原三区模型的差异性,结果表明,新模型可有效表征沥青的分离效率,误差不大于1.64%,表明该模型可准确表征颗粒密度、中位粒径、球形度在旋风分离过程中的影响;采用石油焦颗粒、煤粉颗粒、滑石粉颗粒等常规颗粒对该模型进行验证,新模型计算与试验结果吻合度高,其误差不大于1.03%,证明了新模型具有较高的普遍适用性。该模型的建立可为球形度小、流动性差、分离效率低的特殊颗粒旋风分离性能计算提供参考。

关键词：沥青颗粒旋风分离器模型建立

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截止阀内流道空化形态演变规律及空蚀损伤试验研究

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流体机械 2022年第8期50卷 1-7页

作者：黄立华王江云侯琳倩杨矞琦中国石油大学(北京)克拉玛依校区新疆克拉玛依834000 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249

为了研究阀门非对称结构流道空化损伤机理,采用高速摄像机针对一种特殊结构的空化室内空化演变过程进行试验分析,考察了不同空化状态下空泡初生、发展、脱落、分离或融合再生或直接溃灭的过程。结果表明,随流量增加,空化强度增大,空化... 详细信息

为了研究阀门非对称结构流道空化损伤机理,采用高速摄像机针对一种特殊结构的空化室内空化演变过程进行试验分析,考察了不同空化状态下空泡初生、发展、脱落、分离或融合再生或直接溃灭的过程。结果表明,随流量增加,空化强度增大,空化状态从单空泡初生、脱落演变为下凸圆后方云状空化带,再发展为全流场超空化。固定狭缝3 mm宽度,空化指数在1224~652区间时,空化状态为泡状空化,空泡在上凸圆绕流135°边界层分离位置初生,经狭缝旋转与下凸圆空泡聚并、长大、溃灭,空泡演变周期约为40 ms;当空化指数在652~81区间时,空化状态为云状空化,微小空泡充满整个空化腔,在上、下凸圆后形成了高透光空泡团聚、溃灭区域,加剧空蚀损伤作用;当空化指数小于21时,出现超空化状态,微空泡溃灭引发的波动效应增大,阀门空蚀损伤速率达到极值。所得结果可为阀门非定常空化过程及阀门空蚀损伤分析提供理论基础。

关键词：突变流道高速摄像空泡演变边界层分离空泡溃灭

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曲面附近空化泡多周期演变的动力学特性及其对壁面的破坏作用

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水动力学研究与进展（A辑） 2023年第6期38卷 996-1006页

作者：田磊张永学尹建勇吕良张金亚朱建军中国石油大学(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 贵州大学电气工程学院贵阳550025 苏州市职业大学机电工程学院苏州215104

空化泡溃灭常发生在水力机械过流部件的曲壁面附近并造成空蚀。为探究其机理,该文综合考虑非凝气体影响下的汽-液相变传质作用和热力学效应,建立空化泡数值模拟模型,并以此深入研究曲面附近空化泡多周期演变及其对壁面的破坏作用。结果... 详细信息

空化泡溃灭常发生在水力机械过流部件的曲壁面附近并造成空蚀。为探究其机理,该文综合考虑非凝气体影响下的汽-液相变传质作用和热力学效应,建立空化泡数值模拟模型,并以此深入研究曲面附近空化泡多周期演变及其对壁面的破坏作用。结果表明在任一特征距离下,空化泡的溃灭时间随曲率的增大而增大。而曲率一定时,溃灭时间随空化泡与壁面的特征距离ξ的增大先增大后减小:ξ=1.0时,溃灭时间最大;ξ≤1.0时,反弹半径几乎不随曲率发生变化;ξ>1.0时,反弹半径随着曲率的增大而增大。空化泡溃灭后所产生的冲击波会引起壁面压力峰值:0<ξ<1.4时,空化泡溃灭时产生的高速射流也会引起壁面压力峰值;ξ=0时,壁面温度最大,达到了11 700 K;ξ>2.0时,壁面压力冲量随着曲率的增大而增大;0<ξ<2.0时,则相反。此外,壁面导热量则随着曲率的增大而减小。该研究可为工程界防止空化空蚀提供参考。

关键词：空化泡相变模型曲壁面压力冲量导热量

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乙烷裂解制乙烯过程反应动力学模型的研究进展

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过程工程学报 2021年第7期21卷 752-761页

作者：王娟徐皓晗解凯余海艳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

随着乙烯工业的不断发展及能源结构的不断调整,裂解乙烯原料呈现多样性。近年来,乙烷裂解制乙烯技术逐渐成为工业生产的热点。乙烷作为乙烯生产的优选原料,不仅具有收率高、纯度高、质量高的产品优势,同时具有投资低、成本低、能耗低的... 详细信息

随着乙烯工业的不断发展及能源结构的不断调整,裂解乙烯原料呈现多样性。近年来,乙烷裂解制乙烯技术逐渐成为工业生产的热点。乙烷作为乙烯生产的优选原料,不仅具有收率高、纯度高、质量高的产品优势,同时具有投资低、成本低、能耗低的生产优势。作为裂解炉模拟的核心,研究乙烷裂解过程中的反应动力学模型可为工业生产提供精准预判。随工业应用范围的逐步扩大,该领域的理论研究也将迎来新的高潮。本工作对乙烷裂解的工艺优势、乙烷裂解反应动力学模型及结焦反应动力学模型的研究现状进行了总结。裂解反应动力学模型被分为经验模型、机理模型、分子反应动力学模型,结焦反应动力学模型被分为催化结焦、自由基结焦。针对未来的研究方向提出了新的展望,认为经验模型在裂解炉自动控制中的应用、自由基反应动力学模型的深入研究、乙烷与其他原料的共裂过程、裂解反应动力学与CFD技术的融合及基于多种生成机理建立结焦反应动力学模型五个方面将是今后需要关注的领域。

关键词：乙烷乙烯裂解结焦动力学模型

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入口面积可变式旋风分离器的性能

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石油学报（石油加工） 2021年第5期37卷 1031-1039页

作者：赵洋陈建义曹鸣谦叶松孔令胜中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102200 过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102200

当旋风分离器的进气流量(Qin)小于设计流量时,分离效率会大幅降低。对此,笔者提出通过改变入口面积来保持或提高分离效率的解决方案。首先,以PV型旋风分离器为对象,通过冷态实验,对比了2种入口面积改变方式与分离效率的关系。结果表明,... 详细信息

当旋风分离器的进气流量(Qin)小于设计流量时,分离效率会大幅降低。对此,笔者提出通过改变入口面积来保持或提高分离效率的解决方案。首先,以PV型旋风分离器为对象,通过冷态实验,对比了2种入口面积改变方式与分离效率的关系。结果表明,随着进气流量减小,入口面积减小可有效提高分离效率,且侧堵入口(BS型)的效果优于横堵入口(BT型)。流场模拟结果表明,与BT型旋风分离器相比,BS型旋风分离器的切向速度更大,径向速度峰值更小且更均匀,因此其分离效率更高。其次,设计了1种入口面积可变式(VIA型)旋风分离器,确定了入口面积调节方法,并测试了其分离性能。结果表明,当进气流量从最佳进气流量递减时,因其入口面积可随之变小,入口气速基本不变,而分离效率不降反升,并在实验范围(Q_(in)为2300~9700 m^(3)/h)内一直保持较高的水平。

关键词：旋风分离器效率入口面积分离实验验证数值模拟优化设计

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管柱式气-液分离器溢流压力降计算模型

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石油学报（石油加工） 2021年第1期37卷 88-99页

作者：王亚安陈建义叶松岳题杨洋韩明珊中国石油大学(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

溢流压力降是评价管柱式气-液分离器(Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC)分离性能的重要指标,目前尚未形成有效的预测方法。为了准确预测GLCC溢流压力降,笔者基于压力降沿程分布理论,结合实验观测数据,综合考虑分离器结构参数、气-... 详细信息

溢流压力降是评价管柱式气-液分离器(Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC)分离性能的重要指标,目前尚未形成有效的预测方法。为了准确预测GLCC溢流压力降,笔者基于压力降沿程分布理论,结合实验观测数据,综合考虑分离器结构参数、气-液相操作参数及物性参数,建立了GLCC溢流压力降的半理论-半经验模型。该模型首次将GLCC溢流压力降分为3部分,即入口(Ⅰ区)损失、筒体(Ⅱ区)损失及出口(Ⅲ区)损失;并且在筒体损失的计算中,考虑了不同气、液相流型的分布及液滴携带因素对压力降的影响。该模型既可用于计算气-液两相溢流压力降,也可计算单气相溢流压力降。将该模型计算值与实验测量值进行对比,其相对误差在25%以内,说明该模型精度较高,建模方法可行。

关键词：管柱式气-液分离器(GLCC) 气-液两相流压力降模型

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