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天然气井多相流强化携液理论及排液采气关键技术
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作者 白博峰 田伟 +7 位作者 赵昆鹏 贾友亮 李丽 杨旭东 赵峥延 李旭日 沈志昊 刘磊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期10-18,共9页
天然气田稳产是保障我国能源安全的重大需求,气井积液是制约稳产的瓶颈,排液采气是保障稳产的关键。我国60%气井因积液年均产气量递减23%以上,且积液井数以年均5%的速率快速递增。由于对气井多相流动特性认识不足,传统排液采气技术仅适... 天然气田稳产是保障我国能源安全的重大需求,气井积液是制约稳产的瓶颈,排液采气是保障稳产的关键。我国60%气井因积液年均产气量递减23%以上,且积液井数以年均5%的速率快速递增。由于对气井多相流动特性认识不足,传统排液采气技术仅适用于积液轻微的浅直井且排液率较低。研究团队近年来聚焦天然气井排液采气难题,构建了基于气液流动结构调控的强化携液理论,突破了经典临界流速携液理论仅适用于环雾状流的局限;发明了抗油耐矿化度泡沫排液、复杂井筒速度管柱排液、超声速喷嘴雾化排液、气举柱塞接力举升排液等适用气井不同积液状态的高效低成本排液采气系列关键技术。研究成果已推广至长庆气田、中外合作开发区等11个气区,累计应用近12000口气井,占我国积液气井总数的30%以上。 展开更多
关键词 多相流动 强化携液 排液采气 气田稳产 能源安全
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水气转化对超临界水煤气化的抑制特性
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作者 赵帅琪 张瑞 +2 位作者 黄瀚 赵昆鹏 白博峰 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2960-2969,共10页
水气转化是煤炭超临界水气化技术中关键的均相化学反应。然而,水气转化反应对煤颗粒孔隙内非均相气化反应的影响尚不清楚。通过三维数值模拟,研究了颗粒孔隙内部水气转化反应对不规则煤颗粒超临界水气化过程的作用机理。研究结果表明,... 水气转化是煤炭超临界水气化技术中关键的均相化学反应。然而,水气转化反应对煤颗粒孔隙内非均相气化反应的影响尚不清楚。通过三维数值模拟,研究了颗粒孔隙内部水气转化反应对不规则煤颗粒超临界水气化过程的作用机理。研究结果表明,孔隙内的水气转化反应掉了大量用于煤的非均相气化反应的超临界水,降低了颗粒的气化反应速率,同时大量生成二氧化碳并富集于颗粒孔隙中,减小了孔隙中超临界水的扩散系数。定义了有效气化因子以定量表征水气转化反应对颗粒气化的抑制程度,发现了该抑制作用随颗粒粒径的增大而增强,且由于该抑制作用而增加的颗粒气化反应时间与有效气化因子呈简单对数关系。 展开更多
关键词 多孔颗粒 多相反应 煤炭 超临界水气化
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Li/SF_(6)反应动力学参数及燃烧现象研究
3
作者 吴浩齐 骆政园 白博峰 《水下无人系统学报》 2024年第3期558-564,共7页
为探究不同温度及压力条件下锂/六氟化硫(Li/SF_(6))燃烧现象及反应动力学参数,利用激波诱导高压热载荷激励Li/SF_(6)燃烧实验台测量了温度范围为830~1400 K,压力范围为0.8~11 atm时的点火滞燃期;利用可视化实验段探究了Li/SF_(6)燃烧... 为探究不同温度及压力条件下锂/六氟化硫(Li/SF_(6))燃烧现象及反应动力学参数,利用激波诱导高压热载荷激励Li/SF_(6)燃烧实验台测量了温度范围为830~1400 K,压力范围为0.8~11 atm时的点火滞燃期;利用可视化实验段探究了Li/SF_(6)燃烧过程和基本发光现象等规律;利用点火滞燃期与温度和压力呈现出的典型Arrhenius依赖关系,通过多元线性回归法得出反应动力学参数。研究结果表明,Li/SF_(6)燃烧的点火滞燃期随温度和压力的升高而减少,发光现象随压力的升高由红色孤立火核逐渐转化为白色明亮火焰,并结合实验测定的点火滞燃期求出了指前因子A、指数因子n和活化能Ea,为明晰燃烧特性、构建数值仿真提供了重要依据。 展开更多
关键词 Li/SF_(6) 点火滞燃期 反应动力学 激波
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稠油采出流体余热回收流动传热特性
4
作者 汪洋 张若愚 +3 位作者 徐丽萍 李珊珊 费科 白博峰 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期46-51,88,共7页
为回收稠油热采生产的井口流体余热,采用数值模拟方法,研究稠油井口采出流体在矩形流道内的流场与温度场,分析不同参数对流动传热特性的影响规律,得到流动压降及传热系数计算式。结果表明:不凝气质量分数影响最大,随着不凝气质量分数增... 为回收稠油热采生产的井口流体余热,采用数值模拟方法,研究稠油井口采出流体在矩形流道内的流场与温度场,分析不同参数对流动传热特性的影响规律,得到流动压降及传热系数计算式。结果表明:不凝气质量分数影响最大,随着不凝气质量分数增加,热交换器传热性能降低,流动阻力增大;当不凝气质量分数>10%后,流动传热特性几乎不再受其影响;进口采出液流速增加、通道水力直径减小,传热性能变强、流动阻力变大;进口温度升高使冷凝段长度降低,热交换器整体压降降低。 展开更多
关键词 稠油热采 余热回收 数值模拟 传热特性
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汽(气)液两相流流型在线识别的研究进展 被引量:32
5
作者 白博峰 郭烈锦 赵亮 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期437-446,共10页
综述了根据参数波动过程实现气液两相流流型在线识别的最新研究成果,内容包括两相流参数波动的产生机理,小波分析的应用,两相流参数波动过程的特征提取和特征分析,流型在线识别的特点及各种实现方法等.重点介绍了两相流参数波动过... 综述了根据参数波动过程实现气液两相流流型在线识别的最新研究成果,内容包括两相流参数波动的产生机理,小波分析的应用,两相流参数波动过程的特征提取和特征分析,流型在线识别的特点及各种实现方法等.重点介绍了两相流参数波动过程的统计和非线性特征分析及其与流型之间的关系.深入讨论了流型神经网络识别方法及其存在的问题.从波动参数的选择、数理解释、流型识别方法等不同方面对研究进展进行了讨论. 展开更多
关键词 两相流 流型 识别 非线性 神经网络 汽液两相流
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卧式螺旋管内紊流传热 被引量:14
6
作者 白博峰 郭烈锦 +1 位作者 冯自平 陈学俊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期16-21,共6页
在宽广的参数范围内对卧式螺旋管内紊流换热特性进行了详细的试验研究, 试验结果表明,螺旋管内强化换热是紊流流动与二次流动共同作用的结果,Reynolds数越大,二次流对强化换热的贡献越小,平均换热系数也越接近于等条件下的直管换热;换... 在宽广的参数范围内对卧式螺旋管内紊流换热特性进行了详细的试验研究, 试验结果表明,螺旋管内强化换热是紊流流动与二次流动共同作用的结果,Reynolds数越大,二次流对强化换热的贡献越小,平均换热系数也越接近于等条件下的直管换热;换热系数在圆截面上的分布很不均匀,最外侧换热系数可达最内侧的3~4倍,最内侧是平均换热系数的0.5倍,并得到了截面上局部换热系数的计算式;换热系数在流动方向的分布具有周期性。 展开更多
关键词 卧式 螺旋管 紊流结构 二次流动 传热
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油气水多相流压力和压差信号特征分析与流型在线识别 被引量:10
7
作者 白博峰 郭烈锦 +1 位作者 王忠勇 张西民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期357-360,共4页
在宽广的实验参数范围内测量了水平管内油气水多相流动时压力和压差信号,对信号的时域、频域、小波尺度域、分形等特征进行了提取与分析;建立了流型的规则识别和模式识别的融合方法。经过实验测试,该方法可以识别出泡状流、分层流、... 在宽广的实验参数范围内测量了水平管内油气水多相流动时压力和压差信号,对信号的时域、频域、小波尺度域、分形等特征进行了提取与分析;建立了流型的规则识别和模式识别的融合方法。经过实验测试,该方法可以识别出泡状流、分层流、间歇流和环状流,流型识别率高于90%. 展开更多
关键词 油气水多相流 压力 压差 特征提取 流型在线识别 神经网络
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垂直上升管汽液两相流型的压差波动特征识别 被引量:20
8
作者 白博峰 郭烈锦 赵亮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期799-805,共7页
运用现代数字信号处理技术,对垂直上升管水/水蒸气两相流不同流型时的压差波动信号特性进行了分析研究,提出了基于压差波动特征的两相流流型的客观识别方法。通过提取压差波动信号的功率谱分布特征,表明利用功率谱随频率的分布特性的均... 运用现代数字信号处理技术,对垂直上升管水/水蒸气两相流不同流型时的压差波动信号特性进行了分析研究,提出了基于压差波动特征的两相流流型的客观识别方法。通过提取压差波动信号的功率谱分布特征,表明利用功率谱随频率的分布特性的均方根可客观识别出泡状流、间歇流和环状流。 展开更多
关键词 两相流 流型 压差波动 特征识别 汽液两相流
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空气-水两相流压差波动研究 被引量:20
9
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期22-26,共5页
两相流的压差波动过程包含了关于流动的大量信息 ,是实现流动监测与控制的重要研究内容。该文研究了U形管垂直上升段空气 水两相流压差波动过程的统计和分形特征 ,着重分析了压差波动过程的均值、均方根、分维数随折算气速和液速的变... 两相流的压差波动过程包含了关于流动的大量信息 ,是实现流动监测与控制的重要研究内容。该文研究了U形管垂直上升段空气 水两相流压差波动过程的统计和分形特征 ,着重分析了压差波动过程的均值、均方根、分维数随折算气速和液速的变化规律。结果表明这些特征参数都与流型有密切的联系 ,但据此识别流型缺乏实用性。均方根在低液速下随气速的变化体现了流型的转变 ,高液速时则不明显。相关研究根据概率密度分布函数识别流型的方法不具有普适性。实验发现环状流区高气速时的压差波动分维数大于1.5 ,在其它流型内都小于 1.5。同时 ,折算液速的大小强烈影响压差波动的混沌特性。 展开更多
关键词 空气-水两相流 压差波动 分维数 分形理论
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气液两相流压力波动特性 被引量:13
10
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第4期476-482,共7页
压力波动是两相流动的固有特性 ,研究波动规律对实现两相流动的智能监测有重要意义。本文采用统计学原理和确定性混沌学中的分形理论 ,对垂直上升空气水两相流的壁面静压力波动过程进行了研究 ,分析了表观液速对统计特征和分形特征的影... 压力波动是两相流动的固有特性 ,研究波动规律对实现两相流动的智能监测有重要意义。本文采用统计学原理和确定性混沌学中的分形理论 ,对垂直上升空气水两相流的壁面静压力波动过程进行了研究 ,分析了表观液速对统计特征和分形特征的影响规律 ,首次发现环状流内高气速时压力波动的分维数大于 1.5。 展开更多
关键词 气液两相流 压力波动特性 流体力学 智能监测 分形特征 表观液速 统计特征
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多相流流型识别技术与系统开发 被引量:5
11
作者 白博峰 王忠勇 +1 位作者 郭烈锦 张西民 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期306-309,共4页
基于油气水多相流混合物在管道内流动时的多传感器信号———压力和压差信号 ,建立特定流型的识别规则 ,采用学习矢量量化模式分类器作为未知流型的分类器 ,根据数据融合的技术思路获得了油气水多相流的流型在线识别技术 .通过系统集成... 基于油气水多相流混合物在管道内流动时的多传感器信号———压力和压差信号 ,建立特定流型的识别规则 ,采用学习矢量量化模式分类器作为未知流型的分类器 ,根据数据融合的技术思路获得了油气水多相流的流型在线识别技术 .通过系统集成的手段 ,利用微处理装置研制出了流型识别系统 .该识别技术具有置信度高、容错性好、性能稳定、降低了对单个传感器的性能要求等优点 .该识别系统结构简单、无运动部件、不改变管道的截面结构 ,可以处理非快速变化的瞬态流动 ,测量误差小于 10 % ,并具有连续工作、定时打印。 展开更多
关键词 流型识别 系统开发 油气水多相流 多传感器 识别规则 压力信号 压差信号 模式识别
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相间作用对泡状流压力波传播特性的影响 被引量:6
12
作者 白博峰 黄飞 +1 位作者 郭烈锦 王先元 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期70-74,共5页
利用两流体模型、小扰动原理和线性一阶齐次方程组有解的条件,得到了气液泡状流型下的压力波色散方程。着重分析了相间作用力,包括壁面剪切应力、虚拟质量力、拖拽力,对压力波传播速度和衰减的影响。结果表明:壁面剪切应力降低压力波的... 利用两流体模型、小扰动原理和线性一阶齐次方程组有解的条件,得到了气液泡状流型下的压力波色散方程。着重分析了相间作用力,包括壁面剪切应力、虚拟质量力、拖拽力,对压力波传播速度和衰减的影响。结果表明:壁面剪切应力降低压力波的传播,并使压力波的衰减增大;而虚拟质量力和拖曳力对压力波的影响比较复杂,随频率的差异在低频和高频有所不同。 展开更多
关键词 相间作用 气-液泡状流 压力波 色散方程 两流体模型 传播速度 衰减
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基于反传神经网络和压差波动识别气液两相流流型 被引量:12
13
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期848-851,共4页
The histories of differential pressure fluctuations and their Fast Fourier Transform spectrum have close relation with the flow regimes.Unfortunately,each type of flow regime is very difficult or impossible to be dist... The histories of differential pressure fluctuations and their Fast Fourier Transform spectrum have close relation with the flow regimes.Unfortunately,each type of flow regime is very difficult or impossible to be distinguished from the other on the basis of the fluctuations or the spectrum.The present paper provides a feasible solution, which the gas-liquid two-phase flow regimes can be recognized automatically and objectively on the basis of the combination of the Counter Propagation Network (CPN) and the FFT spectrum of the differential pressure fluctuations. The CPN takes advantages of simpler algorithm and fast training processes.Furthermore,it does not require a great deal of samples.The recognition possibility is determined by the clustering results of the Kohonen layer in the CPN.With the presented test cases,the possibility can be higher than 90 percent for different liquid phase velocity. 展开更多
关键词 反传神经网络 气液两相液 液型识别 压差波动
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空气水两相流压力波动现象非线性分析 被引量:16
14
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期359-362,共4页
确定性混沌理论能够深刻揭示气液两相流压力波动的非线性特征。本文研究了确定性混沌不变量-分维数、关联维数、Kolmogorov 熵在不同流型的变化以及折算液速的影响规律。实验结果表明压力波动的混沌特性与流型有关,分维数... 确定性混沌理论能够深刻揭示气液两相流压力波动的非线性特征。本文研究了确定性混沌不变量-分维数、关联维数、Kolmogorov 熵在不同流型的变化以及折算液速的影响规律。实验结果表明压力波动的混沌特性与流型有关,分维数除了在高气速的环状流,在其它流型内都小于1.5,折算液速的大小强烈影响压力波动的混沌特性。 展开更多
关键词 压力波动 空气水两相流 非线性分析
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最小二乘原理求解多维瞬态导热反问题 被引量:11
15
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《计算物理》 CSCD 北大核心 1997年第4期696-698,共3页
采用最小二乘法原理,研究了确定未知边界条件的多维瞬态导热反问题求解方法.
关键词 最小二乘法 多维 瞬态 导热反问题 传热
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非线性二维稳态导热反问题的一种新解法 被引量:8
16
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期201-204,共4页
In this paper, a simple and effective method is presented to solve the two-dimensionalnonlinear steady inverse heat conduction problem. From the finite difference equation of heatconduction, the convective heat transf... In this paper, a simple and effective method is presented to solve the two-dimensionalnonlinear steady inverse heat conduction problem. From the finite difference equation of heatconduction, the convective heat transfer coefficient, which is the unknown boundary, can benumerially obtained with this method. By taking the electrically heated helically coiled tubeas an experimental case, this method is successfully applied. It is proved by numerical teststhat this method takes the advantages of fast coverging, high precision and good stability.It can also be extended to the complex geometrics problems. 展开更多
关键词 导热反问题 非线性 二维稳态 传热
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气液两相流流型在线智能识别 被引量:7
17
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第7期46-50,共5页
在线识别的关键问题在于如何利用最短时间历程的参数波动过程完成由参数波动的特征空间到流型空间的映射。CPN神经网络能够对自组织映射的结果进行有导师的训练 ,因此可以为流型的自动、客观和在线识别提供有效的手段。文中结合压力波... 在线识别的关键问题在于如何利用最短时间历程的参数波动过程完成由参数波动的特征空间到流型空间的映射。CPN神经网络能够对自组织映射的结果进行有导师的训练 ,因此可以为流型的自动、客观和在线识别提供有效的手段。文中结合压力波动过程的快速傅立叶变换系数 ,对U形管垂直上升段内空气 -水两相流的流型进行自动识别 ,在基金项目 :国家重点基础研究发展纲要资助项目(G19990 2 2 30 8) ;国家 86 3海洋高技术资助项目 (82 0 0 1)。ProjectSupportedbyFoundationoftheNationalProgramforPrior ityBasicResearch’sDevelopment(G19990 2 2 30 8) ;TheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentofChina (86 3Program) (82 0 0 1) .线性指标达到了 8.2s。 展开更多
关键词 气液两相流 流型 在线智能识别 神经网络
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气液两相流压力波色散特性实验研究 被引量:5
18
作者 白博峰 黄飞 王先元 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期447-450,共4页
设计了可调频式压力扰动源的气液两相流压力波实验装置,实验研究了垂直上升管内气液两相流泡状流、弹状流压力波的色散规律。实验结果表明,对泡状流,在实验范围内,压力波的传播速度及其衰减跟扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其... 设计了可调频式压力扰动源的气液两相流压力波实验装置,实验研究了垂直上升管内气液两相流泡状流、弹状流压力波的色散规律。实验结果表明,对泡状流,在实验范围内,压力波的传播速度及其衰减跟扰动频率有关,随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加;工质的流速对压力波的色散特性没有影响。结合数值模拟结果,验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象,即高于临界频率,压力波色散特性消失,本文分析了相应的物理机制。对弹状流,压力波同样具有典型的色散特性,已有研究结果还不能预测其色散规律。 展开更多
关键词 压力波 色散 气液两相流 波速 衰减
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卧式螺旋管内流动沸腾传热研究 被引量:15
19
作者 白博峰 郭烈锦 《核科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期302-308,共7页
在较宽广的参数范围内对卧式螺旋管内水/水蒸汽两相流沸腾传热特性进行了详细的试验研究,螺旋管内径d=11mm,曲率直径比D/d为23.27。试验参数范围:压力0.5-3.0MPa:质量流速200-2500kg/m2·... 在较宽广的参数范围内对卧式螺旋管内水/水蒸汽两相流沸腾传热特性进行了详细的试验研究,螺旋管内径d=11mm,曲率直径比D/d为23.27。试验参数范围:压力0.5-3.0MPa:质量流速200-2500kg/m2·s;热负荷230-500kW/m2:出口干度0-0.86。得到了沸腾传热系数的实验关联式,并深入分析了局部传热与壁温特性,沿流动方向,管截面平均传热系数在螺旋管的上升段最大,而在下降段最小;沿管截面内表面圆周方向上,局部传热系数在外侧最大,在内侧最小,在顶部和底部处的值居中。得到了管截面局部传热系数的分布实验关联式。同一管截面外表面圆周方向上,外侧壁温最低而内侧最高。 展开更多
关键词 卧式螺旋管 流动沸腾 传热系数 两相流 换热器
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气液两相流流型BP网络识别 被引量:6
20
作者 白博峰 郭烈锦 陈学俊 《计量学报》 CSCD 北大核心 2001年第2期122-127,共6页
解决气液两相流流型的客观、自动识别一直是工业界和学术界所关注的问题。本文以U形管垂直上升段内空气水两相流为例 ,采用压力、压差波动的不同特征参数的组合 ,深入研究了对流型自适应BP网络识别的准确率的影响 ,获得了能够满足工程... 解决气液两相流流型的客观、自动识别一直是工业界和学术界所关注的问题。本文以U形管垂直上升段内空气水两相流为例 ,采用压力、压差波动的不同特征参数的组合 ,深入研究了对流型自适应BP网络识别的准确率的影响 ,获得了能够满足工程精度要求的参数波动特征组合方式。本文的结果表明 ,该方法需要建立大量的流型特征的数据库 。 展开更多
关键词 气液两相流 流型识别 BP网络 自动识别
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