检索结果-内蒙古大学图书馆

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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超临界CO_(2)与PAG润滑油互溶性的分子动力学模拟

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1353-1363页

作者：杨风允陈锋刘俊曹颜玉张晓敏贾津耀姬忠礼吴小林中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院北京102249 油气生产安全与应急技术重点实验室北京102249 中海油研究总院有限责任公司北京100028 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 海洋石油工程股份有限公司天津300461

选取超临界CO_(2)和聚乙二醇合成油(PAG润滑油)作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,考察超临界CO_(2)体系、PAG润滑油体系及二者混合体系在不同温度、压力、CO_(2)含量、PAG润滑油含量等条件下CO_(2)和PAG润滑油的互溶性变化规律。结... 详细信息

选取超临界CO_(2)和聚乙二醇合成油(PAG润滑油)作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,考察超临界CO_(2)体系、PAG润滑油体系及二者混合体系在不同温度、压力、CO_(2)含量、PAG润滑油含量等条件下CO_(2)和PAG润滑油的互溶性变化规律。结果表明:对于CO_(2)摩尔分数100%、PAG润滑油质量分数22.23%的混合体系,在压力为10 MPa、温度由313.15 K升至353.15 K时,混合体系的溶解度参数差值增大80.5%,分子间结合能减小13.8%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性减弱;在温度为393.15 K、压力由10 MPa升至50 MPa时,混合体系溶解度参数差值减小55.7%,分子间结合能增大19.1%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性增强;混合体系中CO_(2)摩尔分数由25%升高至100%时,体系密度和溶解度参数均增大,CO_(2)溶解性能提高,此时溶解度参数差值降低了52.9%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性增强。当混合体系中PAG润滑油的质量分数增加至60%以上时,CO_(2)和PAG润滑油的互溶性主要与润滑油含量有关。CO_(2)和润滑油互溶性变化规律的研究结果为海上高压超临界CO_(2)压缩机的研发和应用提供理论支撑。

关键词：超临界CO_(2) 润滑油分子动力学模拟溶解度参数互溶性周期性盒子

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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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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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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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Rushton涡轮搅拌槽内流场特性及颗粒运动行为数值模拟

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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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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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纳米纤维膜润湿性对三明治结构复合过滤材料气液过滤性能的影响

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纺织学报 2022年第5期43卷 63-69,85页

作者：陈锋姬忠礼于文瀚董伍强王倩琳王德国中国石油大学(北京)过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室北京102249 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院北京102249 北京化工大学机电工程学院北京100029

为提高纳米纤维膜的气液过滤性能,通过静电纺丝技术制备不同组分纳米纤维膜,与不同润湿性玻璃纤维基材组成三明治结构复合过滤材料,分析了纳米纤维膜润湿性对复合过滤材料气液过滤性能的影响以及玻璃纤维基材与纳米纤维膜间润湿性的作... 详细信息

为提高纳米纤维膜的气液过滤性能,通过静电纺丝技术制备不同组分纳米纤维膜,与不同润湿性玻璃纤维基材组成三明治结构复合过滤材料,分析了纳米纤维膜润湿性对复合过滤材料气液过滤性能的影响以及玻璃纤维基材与纳米纤维膜间润湿性的作用关系。结果表明:亲油玻璃纤维基材与纳米纤维膜制备的复合过滤材料对亚微米液滴的过滤效率较原玻璃纤维基材升高11.9%,品质因子随纳米纤维膜润湿性增大而增大;疏油玻璃纤维基材与纳米纤维膜制备的复合过滤材料的稳态压降大幅上升,过滤效率增加明显,但对亚微米和微米级液滴的品质因子均降低,较原玻璃纤维基材分别下降57%和63%;复合过滤材料的过滤性能受基材润湿性影响,仅当背风基材侧亲油时添加纳米纤维膜可提高综合过滤性能。

关键词：静电纺丝纳米纤维膜玻璃纤维基材润湿性复合过滤材料气液过滤性能

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