检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2021年第12期40卷 6479-6489页

作者：王志杰赵彦琳姚军中国石油大学(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

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用大涡模拟(LES)和拉格朗日颗粒追踪技术计算了Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及三种St颗粒的运动行为。平均流场(切向速度、轴向速度和径向速度)、颗粒速度及浓度分布方面与实验值的吻合度较好,验证了数... 详细信息

基于计算流体动力学(CFD)方法,采用大涡模拟(LES)和拉格朗日颗粒追踪技术计算了Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及三种St颗粒的运动行为。平均流场(切向速度、轴向速度和径向速度)、颗粒速度及浓度分布方面与实验值的吻合度较好,验证了数值模拟的可靠性。结果表明,搅拌流场及颗粒运动均呈现循环流特性,当转速N=313r/min不变时,St=0.24的小颗粒几乎实现了均匀分布;而St=37.3的大颗粒与流体的跟随性较差,底部沉积率较高,容器顶部会出现一定的颗粒空白区。叶轮附近产生一系列的湍流涡结构,并且由于剧烈的颗粒-壁面碰撞,该位置颗粒拟温度最高;小颗粒(St=0.24)的运移主要受叶片后方尾涡的控制,均匀分布在低涡量区;而大颗粒(St=37.3)由于具有较大的惯性,运动不再由涡主导,很快被叶轮甩向边壁,穿过了尾涡所形成的高涡量区,故而叶轮对附近大颗粒的搅拌效果较差。

关键词：搅拌容器计算流体力学液固两相流涡旋结构数值模拟

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等离子弧焊接多物理场耦合输运模型

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工程热物理学报 2021年第8期42卷 2113-2121页

作者：李岩陈岩王领武传松中国石油大学(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 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061

本文基于电场、磁场、温度场和流场的多物理场耦合,建立了简单实用的电弧与工件一体化模型,既准确表征等离子弧焊接过程中的多物理场输运作用,又无需使用流体体积函数(VOF)计算气液两相界面,大大减少计算时间和成本。模型计算出电弧压... 详细信息

本文基于电场、磁场、温度场和流场的多物理场耦合,建立了简单实用的电弧与工件一体化模型,既准确表征等离子弧焊接过程中的多物理场输运作用,又无需使用流体体积函数(VOF)计算气液两相界面,大大减少计算时间和成本。模型计算出电弧压力分布,将其简化为压力源项作用于工件表面,同时该界面上电弧与工件耦合传热,实现了电弧与工件的热-力传递。获得了焊接过程电弧和工件的温度、速度、电流密度和电磁力的分布规律,揭示了焊接熔池的形成和演变机制,并开展实验验证了模型的准确性。最后分析了不同工艺参数对电弧热流密度和压力的影响规律,为焊接质量优化提供理论指导。

关键词：多物理场等离子弧焊接热流密度电弧压力焊接熔池

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基于电弧-熔池耦合的小孔型等离子弧焊接简化模型

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机械工程学报 2021年第18期57卷 144-152页

作者：李岩王领张冀翔武传松中国石油大学(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 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室济南250061

基于电场、磁场、温度场和流场的多物理作用,建立电弧与熔池耦合的等离子弧焊接模型,揭示小孔型模式的焊接熔池形成机制。计算结果表明电弧热流密度和压力均呈现高斯分布形式,并且压力作用范围比热作用范围小一半。发现焊接熔池形成过... 详细信息

基于电场、磁场、温度场和流场的多物理作用,建立电弧与熔池耦合的等离子弧焊接模型,揭示小孔型模式的焊接熔池形成机制。计算结果表明电弧热流密度和压力均呈现高斯分布形式,并且压力作用范围比热作用范围小一半。发现焊接熔池形成过程具有明显的阶段性,前期增长较快,后期增速变缓,增速下降60%以上。等离子弧受到电磁力压缩作用,能量密度集中,电弧区的电磁力比熔池区高2个数量级。受电弧压力和Marangoni力、曳力等共同作用,熔池底部和顶部边缘分别出现对称分布的环流,熔池横截面逐渐形成"倒喇叭"状的焊缝。进行焊接试验,计算的焊缝熔合线和电弧压力均与试验结果吻合良好。模型能够简便快捷地为等离子弧焊接工程应用提供指导。

关键词：多物理作用电弧-熔池耦合模型小孔型模式热流密度电弧压力

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基于光学测量的异形纤维润湿性差异研究

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过程工程学报 2021年第11期21卷 1330-1337页

作者：陈锋扈语忱卢锦杰吴小林姬忠礼中国石油大学(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

气液聚结过滤在过程工业领域具有广泛应用,纤维材料润湿性是影响聚结元件过滤性能的关键因素。基于光学测量法,本工作开展了单根三角形、三叶形和十字形纤维表面的液体润湿性差异研究,分析了液体接触角及体积的变化过程,考察了液体类型... 详细信息

气液聚结过滤在过程工业领域具有广泛应用,纤维材料润湿性是影响聚结元件过滤性能的关键因素。基于光学测量法,本工作开展了单根三角形、三叶形和十字形纤维表面的液体润湿性差异研究,分析了液体接触角及体积的变化过程,考察了液体类型、纤维倾斜角度及异形度对润湿性的影响。结果表明,液体表面张力越小,接触角越小,润湿性越强,但液体的挥发性易导致实际接触角大于理论接触角。三甘醇、癸二酸二辛酯和硅油的接触角基本不随时间发生变化,水和乙醇的接触角随时间逐渐减小且由于乙醇挥发速率较高,导致减小速率更大。液体接触角随异形纤维的倾斜角度呈"V"形分布,即存在极小值点(倾斜角度为30°),使纤维润湿性达到最佳。当纤维异形度增大时,不同液体间的接触角差异缩小、整体润湿性提高,表明在制备预过滤层或排液层材料时,宜选择异形度较高的纤维。

关键词：光学测量异形纤维润湿性接触角过滤

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生物柴油替代物燃烧反应机理的简化构建

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燃烧科学与技术 2021年第6期27卷 635-643页

作者：张磊齐千慧孙胜利中国石油大学(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

基于路径通量分析以及同分异构体整合对一个生物柴油的复杂燃烧反应机理(3299组分和10806个反应)进行简化,得到了一个生物柴油简化燃烧机理,该机理包含164个组分和695个反应.路径通量分析同时考虑了组分间的直接性以及经一个中间组分的... 详细信息

基于路径通量分析以及同分异构体整合对一个生物柴油的复杂燃烧反应机理(3299组分和10806个反应)进行简化,得到了一个生物柴油简化燃烧机理,该机理包含164个组分和695个反应.路径通量分析同时考虑了组分间的直接性以及经一个中间组分的间接相关性,同分异构体整合进一步将具有相同的摩尔质量和官能团以及相似输运性质的同分异构体及其反应整合进入同一个集总组分及相应的反应.所得简化机理被用于计算不同条件下封闭式均质反应器内自燃的着火延迟以及完美搅拌反应器内的燃烧,结果表明所得简化机理能够保留原始复杂机理的关键反应特性.通过三维数值模拟生物柴油在柴油机缸内工作条件下喷雾燃烧,证实基于该简化机理的燃烧模型能够较为准确地模拟生物柴油的喷雾燃烧过程.

关键词：生物柴油机理简化路径通量分析同分异构体整合喷雾燃烧

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压力对纳米纤维复合滤材过滤性能的影响

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油气储运 2022年第10期41卷 1202-1209页

作者：王先朝徐长峰姬康宋荣军张赟新常程姬忠礼中国石油新疆油田公司呼图壁储气库作业区中国石油大学(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

天然气输送过程中,需采用净化手段分离其中的液体杂质,但目前净化用聚结滤芯的过滤性能尚有待提高。为此,采用复合纳米纤维的方式研发新型过滤材料,利用滤材实验装置在0.1~0.5 MPa压力范围内对4种复合滤材的渗透性能及气液过滤性能进行... 详细信息

天然气输送过程中,需采用净化手段分离其中的液体杂质,但目前净化用聚结滤芯的过滤性能尚有待提高。为此,采用复合纳米纤维的方式研发新型过滤材料,利用滤材实验装置在0.1~0.5 MPa压力范围内对4种复合滤材的渗透性能及气液过滤性能进行测试。结果表明:复合滤材的达西系数均随纳米纤维面密度增大而降低,其中高渗透性基材复合纳米纤维后,其达西系数下降幅度更为明显;操作压力升高将导致滤材结构出现压缩,使得达西系数与非达西系数的相互关系发生改变;在复合纳米纤维后,滤材过滤效率得到提高,但压降也相应增大,在纳米纤维面密度相同时,疏油型滤材压降变化较亲油型滤材更为显著,面密度过大将造成压降过高,导致滤材综合性能降低。研究成果可为天然气净化用滤材的选型提供参考。

关键词：纳米纤维渗透性静电纺丝过滤压力

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煤层气井底节流阀节流效应数值模拟

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中国石油大学学报（自然科学版） 2021年第6期45卷 144-151页

作者：周劲辉张云熊至宜尚洁中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 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 中国石油物资有限公司北京100029

在煤层气开采过程中,设置节流阀以降低压力和控制流量,但节流后如果温度下降,在一定条件下容易形成天然气水合物。为获得煤层气通过节流阀节流后形成水合物的条件,利用数值模拟方法,研究节流比、进口压力等参数对节流效应的影响。结果表... 详细信息

在煤层气开采过程中,设置节流阀以降低压力和控制流量,但节流后如果温度下降,在一定条件下容易形成天然气水合物。为获得煤层气通过节流阀节流后形成水合物的条件,利用数值模拟方法,研究节流比、进口压力等参数对节流效应的影响。结果表明:在进口压力为1、2、3、4、5和6 MPa,当节流比不变时,压降和温降均随着进口压力增大而增大,焦汤系数随着进口压力增大逐渐减小;当进口压力不变时,压降和温降均随节流比增大而减小;当进口压力大于5 MPa时,易形成天然气水合物。

关键词：节流效应焦汤系数温降天然气水合物煤层气

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高气速下疏油型聚结滤芯的性能分析及优化

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油气储运 2023年第7期42卷 817-825,834页

作者：李祎璞陈锋孙勇贾豪杰甘捷于文瀚焦泉姬忠礼国家管网集团川气东送天然气管道有限公司湖北省武汉市430074 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

在天然气长距离输送过程中,表现气速过高时,疏油型聚结滤芯会出现二次夹带及过滤效率下降的现象。为此,根据相关测试标准,建立气液聚结滤芯过滤性能测试装置,研究分析了滤芯精度等级、排液层材料以及内骨架冲孔高度对高气速下疏油型聚... 详细信息

在天然气长距离输送过程中,表现气速过高时,疏油型聚结滤芯会出现二次夹带及过滤效率下降的现象。为此,根据相关测试标准,建立气液聚结滤芯过滤性能测试装置,研究分析了滤芯精度等级、排液层材料以及内骨架冲孔高度对高气速下疏油型聚结滤芯过滤性能的影响。结果表明:在高气速下,高精度滤材在过滤时容易造成液体在末层滤材与排液层之间堆积,导致高精度滤材不能达到最优的过滤效果,而精度适中的滤材,其实际过滤效果反而最优;当排液层材质改为初效毡和海绵时,降低了滤芯的通道压降,加快了末层滤材的排液速度,改善了液体在末层滤材和排液层之间堆积的现象,滤芯的二次夹带现象明显减弱;当滤芯内骨架的冲孔高度距离滤芯底部2 cm时,可有效降低滤芯的二次夹带现象。

关键词：聚结滤芯精度等级排液层冲孔高度过滤性能

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极板凹凸结构形状对电解槽内部流动特性的影响

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过程工程学报 2021年第3期21卷 251-258页

作者：李军王娟张佳邹槊何星晨万加亿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 北京航天动力研究所北京100076

目前压滤式水电解槽极板普遍采用球形凹凸组合结构,目的是能够增强流动的扰动程度,使电解液分布更加均匀。为了进一步改善流场分布,将五种不同形式的凹凸组合结构与电解单元极板结构相结合,采用数值模拟方法分析并比较了不同凹凸组合结... 详细信息

目前压滤式水电解槽极板普遍采用球形凹凸组合结构,目的是能够增强流动的扰动程度,使电解液分布更加均匀。为了进一步改善流场分布,将五种不同形式的凹凸组合结构与电解单元极板结构相结合,采用数值模拟方法分析并比较了不同凹凸组合结构通道内部的流动特性和流场分布特点。结果表明,五种结构通道内的速度分量uz均存在负速度分布区域,且该区域内的湍动能值较大;局部涡旋均表现为凹陷结构边缘处向凹陷内部发展的涡旋运动,涡旋流动细节与凹凸结构形式密切相关;平均涡通量及涡量值的分布表明凹凸结构主要影响局部区域的涡旋强度,对整体流动影响较小;流场分布均匀性与凹凸结构迎风面的形状尺寸等因素有关,其中Case D泪滴形结构的流场分布均匀性最好。

关键词：压滤式水电解槽凹凸结构涡旋运动涡通量涡量分布均匀性

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多组扭曲片排布方式对乙烯裂解炉管内产物收率的影响

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过程工程学报 2021年第4期21卷 401-409页

作者：何星晨王娟张佳万加亿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 北京航天动力研究所北京100076

针对乙烯裂解炉炉管内置入不同组数扭曲片对裂解产物收率的影响进行数值模拟,选用石脑油为裂解原料,得到不同管型的温度分布、乙烯等产物质量分数的分布情况。结果表明,扭曲片可有效降低管壁与核心流体间的温度梯度,且出口段置入3组扭... 详细信息

针对乙烯裂解炉炉管内置入不同组数扭曲片对裂解产物收率的影响进行数值模拟,选用石脑油为裂解原料,得到不同管型的温度分布、乙烯等产物质量分数的分布情况。结果表明,扭曲片可有效降低管壁与核心流体间的温度梯度,且出口段置入3组扭曲片的炉管换热效果最佳;炉管中乙烯与丁二烯的产率沿轴向距离线性增加,丙烯产率在反应后期的出口段下降;入口段置入2组、出口段置入3组扭曲片的L2R3型炉管具有较高的三烯收率,是光管的1.29倍。

关键词：扭曲片乙烯裂解炉产物收率数值模拟强化传热

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