检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2024年第2期43卷 734-742页

作者：陈俊先刘震焦文磊张天钰吕家孟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

针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm... 详细信息

针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm时,传感器测量管道中心区域的电场强度最大值可达14100V/m,电流密度平均值j_(avg(x))为1015.48,电流密度最大偏差I_(max(x))为0.95,表明微波谐振测量传感器达到最优结构参数。开展了液滴浓度变化对微波谐振测量传感器影响的实验。实验结果表明,该方法与离线称重法具有良好的一致性。传感器谐振频率偏移变化量和响应幅值有效增量对液滴浓度变化敏感,并呈线性相关趋势。传感器重复率在0.25%左右波动,展现了微波谐振方法良好的稳定性。这将为高压天然气管道内液滴浓度在线测量提供一种新的指导和研究思路。

关键词：液滴微波测量多相流天然气优化设计模拟

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叶片式分离元件结构及性能影响因素研究进展

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化工进展 2024年第8期43卷 4187-4202页

作者：焦文磊刘震陈俊先张天钰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

叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件,因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性... 详细信息

叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件,因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性分离、液滴撞击以及液膜破裂导致的二次夹带问题等分离机理研究进展,从机理层面分析了二次夹带现象的成因并提出了抑制思路。归纳了叶片式气液分离元件的主要结构特征,分析了曲级数、弯折角度、间距以及疏水钩等结构参数对分离性能的具体影响。通过对比现有不同叶片结构的优缺点与适用场合,提出了增加拦截面积及开辟排液通道的叶片结构设计优化方向。分析了波形板叶片式分离元件及静态起旋转元件的应用现状,为叶片式气液分离技术应用选择及优化提供了参考。归纳了气流速度、压力以及入口湿度等操作工况对波形板叶片式分离元件性能的内在影响规律。最后,结合分离机理、结构研究与性能影响规律对波形板叶片式分离元件的结构设计与性能优化方向进行了总结与展望。

关键词：叶片式分离元件分离机理性能优化结构研究

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基于光闪烁法的油雾浓度在线检测方法研究

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光子学报 2024年第1期53卷 103-117页

作者：林光耀胡飞姬忠礼刘震中国石油大学(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

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁... 详细信息

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁频率根据测量体大小、颗粒直径和颗粒速度确定,并通过影响闪烁信号的拟合方差影响检测精度。对于某型压缩机润滑油,通过光谱扫描和主成分分析法确定了在可见光波段,400 nm波长光束具有最佳的检测灵敏度和正相关性。实验结果表明,相较于光透射法,在0~50 mg·m^(−3)油雾浓度范围内基于光闪烁法检测标定结果误差小于10%,线性相关系数R2=0.989。

关键词：光闪烁法润滑油油雾颗粒浓度测量光闪烁频率最佳检测波长

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新型空气储能式化学链联产系统热力性能研究

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2245-2250页

作者：张泰恒赵洪滨杜辉成卢瑞豪中国石油大学(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

基于传统压缩空气储能模式,本文提出一种新型压缩空气储能式甲醇化学链循环热电联产系统。与传统化学链燃烧循环系统相比,该系统通过利用多余的电压缩空气,消除释能过程化学链空气压缩机耗功。与带有燃烧室的传统压缩空气储能系统相比,... 详细信息

基于传统压缩空气储能模式,本文提出一种新型压缩空气储能式甲醇化学链循环热电联产系统。与传统化学链燃烧循环系统相比,该系统通过利用多余的电压缩空气,消除释能过程化学链空气压缩机耗功。与带有燃烧室的传统压缩空气储能系统相比,释能过程可实现CO_(2)的无能耗分离。同时,对储能过程低温压缩热进行储存,并将储存的热量用于释能过程甲醇参与的低温还原反应,提高低温热能品位。本文通过Aspen plus软件对系统进行模拟,研究了氧化器反应温度、压力及空气流速对系统热力性能的影响。并以常规化学链循环作为参考,进行了性能对比研究。结果表明:该系统热效率、电效率和[火用]效率分别比常规化学链循环系统高出16.53%、5.82%和9.20%。

关键词：压缩空气储能化学链燃烧热力性能

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钻井污水悬浮液的气浮处理研究

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中国环境科学 2023年第8期43卷 4032-4037页

作者：马逍陈建义迟浩迪张忠智张志勇中国石油大学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

为了实现钻井污水的达标外排或回注,通过气浮法考察了停留时间和气泡直径对钻井污水化学需氧量(COD)和悬浮物(SS)的去除效果,并重点分析了粒级效率.结果表明,气浮停留时间30min的条件下,钻井污水COD去除率可稳定在90%左右,SS去除率可稳... 详细信息

为了实现钻井污水的达标外排或回注,通过气浮法考察了停留时间和气泡直径对钻井污水化学需氧量(COD)和悬浮物(SS)的去除效果,并重点分析了粒级效率.结果表明,气浮停留时间30min的条件下,钻井污水COD去除率可稳定在90%左右,SS去除率可稳定在94%左右;气泡粒度分布与悬浮物颗粒粒度分布重合度越高,COD和SS去除率越高;气浮可有效去除直径20μm以上的悬浮物,且粒级效率曲线呈“鱼钩”状.

关键词：气浮钻井污水粒度分布粒级效率

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制硫炉内酸性气燃烧过程的数值模拟

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石油学报（石油加工） 2024年第6期40卷 1604-1613页

作者：王娟刘翊辉伊志奇李迪李秀明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

在酸性气燃烧制硫工艺中,酸性气的安全、稳定燃烧对制硫炉的平稳运行具有重要的影响。对制硫炉在3种负荷(30%为低负荷、100%为满负荷、120%为超负荷)条件下的燃烧状况进行数值模拟,采用RNG k-ε模型模拟制硫炉炉膛内的湍流过程,采用涡... 详细信息

在酸性气燃烧制硫工艺中,酸性气的安全、稳定燃烧对制硫炉的平稳运行具有重要的影响。对制硫炉在3种负荷(30%为低负荷、100%为满负荷、120%为超负荷)条件下的燃烧状况进行数值模拟,采用RNG k-ε模型模拟制硫炉炉膛内的湍流过程,采用涡耗散模型模拟制硫反应过程中的组分运输和化学反应过程,考察制硫炉炉膛内混合气体速度、温度、反应物和生成物浓度的变化情况。结果表明:低负荷条件下,单位时间内硫产量较少,工业应用的性价比较低;超负荷条件下的湍流强度较高,对燃烧室、炉膛,尤其对第一道导流板造成的损耗巨大;因此满负荷最适用于制硫炉。制硫炉炉膛中混合气体的速度、温度分布都比较均匀,主要生成产物S_(2)在炉膛出口的质量分数分别为12.30%、12.38%和12.35%,主要生成物SO_(2)的质量分数为1.59%、1.41%和1.49%,3种负荷条件下燃烧产生的2种主要生成物S_(2)和SO_(2)在炉膛出口处含量占比十分接近,证明制硫炉在设计弹性负荷30%~120%范围内均可以保证稳定燃烧。

关键词：克劳斯反应酸性气富氧燃烧数值模拟 H_(2)S燃烧炉燃烧特性硫回收

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油气输送管道甜腐蚀传质规律

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化工进展 2024年第12期43卷 6626-6633页

作者：房启超赵彦琳尉江涛姚军中国石油大学(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机械与储运工程学院北京102249

含CO_(2)的“甜”腐蚀已成为油气输送管道面临的重要问题。为预测和防范腐蚀危害,很多一维腐蚀预测模型被提出。但这些模型对于管内复杂流动的考虑不足。为此本文构建了多场耦合有限元模型,讨论输送管道中的腐蚀传质规律。综合考虑CO_(2... 详细信息

含CO_(2)的“甜”腐蚀已成为油气输送管道面临的重要问题。为预测和防范腐蚀危害,很多一维腐蚀预测模型被提出。但这些模型对于管内复杂流动的考虑不足。为此本文构建了多场耦合有限元模型,讨论输送管道中的腐蚀传质规律。综合考虑CO_(2)水溶液中化学反应、腐蚀电化学反应及腐蚀产物形成的过程,电化学腐蚀的模型被耦合在流动计算中,从而模拟研究直管流动中CO_(2)腐蚀传质。结果显示管内流动腐蚀的传质边界层厚度小于流动边界层的1/10,流动增大了腐蚀传质速率,形成高流动腐蚀速率。流动腐蚀下,管道表面H+并未完全消耗。这使得腐蚀传质中H+舍伍德数(Sh)随雷诺数(Re)的变化在不同pH下规律不同。考虑管内的实际流动,研究得到预测油气管道流动腐蚀的传质经验关联式。

关键词：流动腐蚀多场耦合电化学传质边界层湍流

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气固两相90°弯管流中静电影响颗粒运动的大涡模拟研究

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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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入口流量及粉尘粒径对双级旋流管分离特性的影响

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石油学报(石油加工) 2025年第1期41卷 125-134页

作者：丁昊鹏孙苒博姬忠礼曹海宇乔梦华彭宁建吴小林中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 中国北方车辆研究所北京100072

通过称重和离线采样的方法,研究了双级旋流管入口流量和不同平均粒径粉尘对双级旋流管的总分离效率和粉尘粒径分级效率的影响规律。结果表明:双级旋流管具有较高的总分离效率,在入口流量108 m^(3)/h下对平均粒径47.41μm粉尘的总分离效... 详细信息

通过称重和离线采样的方法,研究了双级旋流管入口流量和不同平均粒径粉尘对双级旋流管的总分离效率和粉尘粒径分级效率的影响规律。结果表明:双级旋流管具有较高的总分离效率,在入口流量108 m^(3)/h下对平均粒径47.41μm粉尘的总分离效率可高达99.55%,且对粒径10~30μm范围内颗粒的分离效率最优;第一级旋流管中粉尘颗粒受弹跳、二次夹带的影响,分离时针对粉尘浓度高、平均粒径小的颗粒,可选择较低阻、排尘空间较大的结构设计,同时适当增加抽气率;第二级旋流管中粉尘颗粒受颗粒间作用力(破碎或磨损)的影响,分离时针对粉尘浓度小、平均粒径大的颗粒,可选择较高效的结构设计,并适当减少抽气率;双级旋流管存在对粉尘颗粒分级效率最优的粒径区间,区间内分级效率几乎不随粒径增大而变化。

关键词：双级旋流管入口流量粉尘粒径含尘浓度分离效率分级效率

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旋风分离器环形空间顶灰环的流动特性

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 183-192页

作者：曹鸣谦陈建义樊骁琦崔灏魏耀东中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室北京102249 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

旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口... 详细信息

旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口气流颗粒质量浓度(C_(in))为10~100 g/m^(3)条件下进行实验,利用高速摄像机考察顶灰环的流动特性。实验结果表明:顶灰环存在周期性脱落现象;脱落周期与入口气速和入口气流颗粒质量浓度有关,且随入口气速增大而增大,随入口气流颗粒质量浓度增大而减小。为进一步分析顶灰环的形成机理,利用Fluent模拟了环形空间的气相流场。结果表明,二次涡对颗粒群的夹带形成了顶灰环,顶灰环颗粒的积累导致顶灰环发生周期性脱落。在模拟分析基础上建立了基于准数关联的顶灰环脱落周期的预测模型。

关键词：旋风分离器顶灰环颗粒聚集脱落数值模拟

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