油水两相流超低含水率微波相位检测方法

原油外输过程中超低含水率的在线精确测量对确定原油的品质和保障原油交易时双方的利益有重要的意义.电磁波在含水原油介质中传播时会发生幅值衰减和相位移动,天线作为一种接收和发射电磁波的基本结构,被广泛运用于微波测量系统中.针对天线的谐振特性,设计了一种基于双天线法的超低含水率测量微波传感器,通过测量传感器S21幅值和相位的变化,感测出油水两相流中的含水率.采用COMSOL Multiphysics软件实现了对传感器结构的优化;通过分析传感器的S21响应与含水率变化关系,确定了传感器测量超低含水率的可行性,发现了适合传感器工作的频率范围.采用油水静态混合乳化实验和油水流动实验测试对仿真结果进行了验证.在4.64 GHz频率处,S21幅值和相位随含水率均呈线性变化,S21相位值测量灵敏度高,适用于0~3.00%范围内的含水率测量.随后,根据实验的相位结果,建立了0~3.00%超低含水率范围的油水乳化静态实验和动态实验含水率预测模型,在95%置信概率时,两个模型绝对误差均优于±0.1%.基于本研究给出的微波含水率测量传感器,其油水乳化实验测得含水率可以在一定程度上代替油水动态实验的测量结果.

基于Aspen Plus工艺仿真的分馏塔顶腐蚀预测

针对分馏塔顶含电解质多相体系腐蚀问题,利用Aspen Plus建立工艺仿真模型,研究了不同物性方法以及亨利组分选择对计算结果的影响,将工艺仿真结果作为铵盐结晶和酸性水腐蚀模型输入,获得塔顶水露点、pH值、NH_(4)Cl结晶温度、NH_(4)HS含量、平均流速等关键参数,构建了预测评估塔顶腐蚀的方法并开发了应用程序。利用该程序对某催化裂化装置分馏塔顶系统进行建模计算,得到塔顶水露点温度105.5℃,离子露点温度137.8℃,氯化铵结晶温度156.2℃,初凝区pH值4.77~5.60,NH_(4)HS质量分数0.72%,平均气速11.6 m/s;计算结果表明,该分馏塔顶系统存在较高的铵盐沉积腐蚀风险,而含硫污水冲蚀风险较低,为掌握塔顶腐蚀风险及调整工艺防腐操作提供了科学指导。

纯水支架用安全阀气穴特性仿真分析

针对纯水支架用安全阀存在的气穴、气蚀问题,在分析其结构原理的基础上,基于湍流和气穴模型,采用计算流体动力学(CFD)方法建立了纯水安全阀开启时阀芯孔道的仿真模型,对不同径向排孔结构形式时的气穴特性进行了仿真分析。研究结果表明:纯水安全阀径向排孔出口处的气相体积分数沿径向出口孔圆周方向呈环状不对称分布,其中靠近阀芯入口壁面处高于远离入口那侧,是产生气穴的核心区域;单列径向排孔前提下,减少孔数、增大孔径对安全阀阀口气蚀现象有抑制作用,但效果一般;增加通流面积的双列径向排孔可有效减小出口处的气相体积分数,降低气穴形成概率。

从桑枝皮醇提物萃取的不同组分及其体外生物活性

为了从桑枝皮中获取有效的药用功能性成分,以不同极性的有机溶剂石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇进一步萃取并分离桑枝皮醇提物(MBBEE)中的活性成分,获得的正丁醇萃取组分(n-BuOH)和剩余水相组分(Res)占MBBEE总量的94.26%(其中Res组分得率达73.72%,n-BuOH组分得率为20.54%),石油醚、氯仿、乙酸乙酯3种萃取组分的得率总共不足2%。对各种样品的活性成分检测表明,MBBEE中含有的总黄酮、总多酚和总糖3种活性成分分别为39.99、56.24和16.37mg/g,而以上3种活性成分在n-BuOH组分中分别为74.25、107.49和14.21mg/g,在Res组分中分别为262.16、118.70和75.88mg/g。对各种样品的氨基酸组成分析表明,游离氨基酸含量为n-BuOH组分>MBBEE>Res组分。各种样品的体外生物活性试验显示,MBBEE、n-BuOH组分和Res组分均具有很强的DPPH自由基清除作用以及对酪氨酸酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用,其中:对DPPH自由基清除作用以Res组分最强,抑制中值(IC50)为100μg/mL;对酪氨酸酶抑制活性以n-BuOH组分最高,IC50为5.2μg/mL;对α-葡萄糖苷酶的抑制活性以Res组分最高,IC50为2.8μg/mL。试验结果表明,从桑枝皮醇提物中萃取的n-BuOH组分和Res组分是降血糖以及抗氧化、抗衰老、美白的功能性成分。

层析成像在冰水两相流参数测量中的应用

提出将电阻层析成像(ERT)技术应用于冰水两相流相含率、相分布等特征参数的测量,并设计了ERT测量系统,研究了基于图像的相含率计算方法。阐述了ERT系统的工作原理,提出了16电极ERT系统的设计方案。介绍了线性反投影图像重构算法(LBP);并结合数字图像处理技术,提出了截面相含率的计算方法。最后,通过一组实验验证了电阻层析成像技术应用于冰水两相流检测的可行性。实验结果表明:通过ERT系统可以获得管道内冰柱在水中的位置以及实时运动结果,直观反映冰水两相介质的相分布;另外,通过ERT系统可以近似地真实反映冰柱的相对大小,两次截面相含率测量误差分别为6%与2.8%。研究表明,ERT技术可以实现冰水两相流的实时在线监测,而且具有良好的测量准确度。

苦草(Vallisneria natans)衰亡对水-沉积物之间磷迁移的影响

采用沉水植物苦草(Vallisneria natans)为研究对象,在其衰亡期测定群落内、外上覆水及沉积物各形态磷的含量,以探究沉水植物在其衰亡期对上覆水和沉积物中各形态磷的影响.结果表明:苦草衰亡过程中上覆水中总磷、可溶性总磷、溶解性活性磷、颗粒磷、可溶性有机磷浓度的变化相对平稳,与对照组相比无显著差异;沉积物中各形态磷含量均呈小幅度上升趋势,在实验结束时,苦草组沉积物中总磷含量为719.27 mg/kg,和初始值比增加了14.68 mg/kg,无机磷和有机磷含量分别增加了12.06和2.20 mg/kg,氢氧化钠提取磷和盐酸提取磷含量分别增加了7.05和4.29 mg/kg.总体来看,沉水植物苦草在其衰亡过程中分解速率较慢,对水-沉积物之间各形态磷含量无显著影响.

半圆环折返管内长江水固液两相流的数值模拟

应用欧拉两相流模型和计算流体力学对含沙长江水在半圆环形折返管中的流动进行了数值模拟，模拟结果表明，在雷诺数＆为2．8×10^4时，泥沙代表粒径ds为0．0303mm的颗粒在各种弯曲度（R／r）的折返管中都有一定的分离效果；但对于代表粒径ds为0．0102mm的颗粒基本没有分离效果；对具有明显分离效果的代表粒径ds为0．1085mm的颗粒，当弯管弯曲度R／r在10-40的范围内其分离程度相对较小。

应用Coriolis流量计测量油水两相流质量流量和含水率

本文利用Coriolis质量流量计对水平管内的油水两相流的质量流量和混合物真实密度进行了实验测量,研究发现,在含水率10％-90％的范围内,Coriolis质量流量计能精确地测量油水两相流的质量流量的,相对误差在±0.5％以内;根据油水混合物的真实密度值也能较精确地确定其含水率,计算式的误差小于3％。实验管道内径为25 mm,流量1-4.2 m3/h。

水平管内油气水三相流动摩擦压降特性的试验研究

对水平钢管和有机玻璃管内油气水三相流动的摩擦压降特性进行了比较和研究。在含水率为18％～100％,折算液速为0.6～2.4 m/s,折算气速为0.2～2.2m/s的实验时发现,水平管内油气水三相流的摩擦压降受含水率的影响很大。在同一流动条件下,当含水率较小时,有机玻璃管内流体的摩擦压降大于钢管内流体产生的摩擦压降,随着含水率的增大,钢管的摩擦压降大于有机玻璃管的摩擦压降,这也说明,在一定条件下,除了粗糙度的影响,流体对管壁的润湿特性也会影响油气水三相流动的摩擦压降。

油水两相流相含率的软测量方法

对垂直上升管中油水两相流流动测得的电导波动信号,从时频域内提取了11个反映油水两相流流动特性的特征量.频域内特征量提取采用了语音信号处理中的线性预测方法,时域内特征量提取采用了时间序列统计分析方法.将这些特征量作为人工神经网络的输入量,在总流量10～60 m3·d-1及含水率51%～91%范围内,采用基于Levenbery-Marquardt算法的BP人工神经网络作为相含率预估模型,较好地实现了油水两相流含水率预测,为两相流相含率测量提供了一种新的软测量途径.

垂直气液两相管流中的空隙率波测量

在直径为１１２５ ｍ ｍ ，长度１２ ｍ 的垂直管中，利用阻抗式空隙率计对垂直气液两相管流空隙率波进行了测量。结果表明连续相表观流速和管径对流态的演化和空隙率波的传播特性有较大的影响。连续相表观流速大，泡状流失稳的临界含气率低；管径大，空隙率波的传播速度高。分析结果表明流动湍流度对流态的演化起非常重要的作用。对空隙率波的分析表明不同流态的空隙率波的 Ｐ Ｄ Ｆ 和频谱曲线具有不同的特征；含气量越高，空隙率波的频率越趋于单一。

热扩散式油水两相流相含率测量方法

对基于热扩散式的油水两相流相含率测量方法进行研究.该方法以油水两相比热值作为测量特征量,详细分析了采用该方法测量相含率中各因素的误差影响,为提高温差系统测量精度,采用仿真及实验研究相结合的方法,确定了下游温度传感器的测量位置,并基于动态温差修正及二次多项式拟合的数据处理方法,对相含率测量误差进行了修正.实验结果表明,该方法简单、可靠,无运动部件,测量较低含油率绝对误差优于±6%,初步实现了系统的设计目标.

废纸脱墨浆生产线中胶黏物的分布调查

在脱墨浆生产线典型部位取样分离的纤维组分和细小组分,通过采用四氢呋喃(THF)进行抽提分析,对废纸脱墨浆生产线典型部位浆料的水相中的黏性物质进行了分布调查。结果表明:从卸料塔到流浆箱,浆料中纤维组分和细小组分的THF抽出物分别降低了约74%和35%;溶解与胶体物质(DCS)的含量降低了约57%。

垂直上升内螺纹管中高压汽-水两相流截面含汽率的测量

利用四头内螺纹管构建了水平绝热管和垂直绝热管组合元件，在压力为11．3、14．2、2l_5MPa，质量流速为250～1200kg／（m^2·s），热负荷为50～300kw／m。的范围内，采用压差替代法对内螺纹管内垂直上升流动的高温、高压汽一水两相流进行了截面含汽率的测量，并分析了系统参数对截面含汽率的影响。与经典公式的计算结果对比发现，Zivi模型和我国电站锅炉水动力计算标准与试验数据相差较小，其中Zivi模型与文中试验数据误差小于15％。基于试验数据，分压力拟合了体积含汽率经验公式，与试验值相比绝大部分点的相对误差小于15％，在高千度区相对误差小于10％。研究结果表明，基于压差替代法，采用所提模型可以对垂直内螺纹管内高温、高压汽一水两相流体参数进行有效测量。

油水两相流中2种含水率计算模型比较

油水两相流广泛存在于石油开采、储运、化工、能源等工业领域。含水率是油水两相流系统的重要参数之一,含水率的准确测量不仅与采用的测量方法有关,而且还与计算模型有很大关系。结合电导式测量方法建立了电阻-电容并联网络含水率计算模型,并在3种流型下与Maxwell含水率模型进行了仿真和实验对比。结果表明,建立的并联电阻-电容网络含水率模型,在泡状流下与Maxwell含水率计算模型的误差基本相同,而在环状流、分层流下,测试误差均小于Maxwell含水率计算模型的误差,具有更高的测试精度,可适用于环状流、分层流、泡状流等流型。

差压法测量两相流相含率的研究

本文通过差压式测量方法,对气液两相流中含气率及油水两相流中含水率的测量进行了深入的试验研究。通过水平及垂直上升段的结构组合,测量气液两相流中的含气率值,在对流型测量与分析的基础上,建立了不同流型下垂直上升段与水平段摩擦压降间的修正关系式,减小了测量误差;通过采用一缓流的垂直下降段,测量油水两相流中的含水率值,获得了好的结果。

螺旋管内气-液两相流截面含气率试验研究和理论模型

Between 0.1 and 0.6 MPa, there are the experimelltal investigation and theoretical modelon void fraction of air-water two-phase in belieal-coiled tubes in this paper. According toexperimental datum, the correlation maps for adverge value of void fraction and volumetricvoid fraction in three different belieal-coiled tubes are achieved.By means of theoretical models, the correlation formulas for calculating the average void fraction of main flow patternsare obtained, the experimental results agree qualita tively with the calculated results.

棒束定位格架空泡份额分布特性实验研究

带定位格架棒束通道内的空泡份额分布特性是反应堆热工水力特性研究的重要内容。对AFA 2G3× 3定位格架组成的棒束通道在空气 水两相流动工况下用RBI光学探针测得了通道内的横向空泡份额分布 ,分析了其横向分布的一般规律。结果表明 ,定位格架结构 ,特别是交混叶片对定位格架附近区域两相流动和空泡份额分布特性有重要影响 ,从而为进一步研究棒束定位格架加热工况下两相流动特性 。

基于部分分离法的油气水三相流量测量的研究

针对油气水三相流流量测量的难题,设计了基于部分分离原理的油气水三相流分离装置;同时,考虑了经分离后得到的油水两相流的密度分布不均匀对流量测量的影响,将油水两相混合密度进行了修正,得到了基于文丘里管两端差压和体积含水率的油水两相流流量测量模型。采用转子流量计和文丘里管分别对分离后的气相、液相进行了流量测量实验。结果表明,本文提出的分离装置的设计思想和设计结构及基于差压法的油水两相流流量测量模型是合理的、可行的,能够实现对油气水三相流流量的测量。

油水两相管流反相模型研究

建立了管壁剪切应力与管流扰动动能之间的关系。利用扰动动能与乳状液液滴界面自由能之间的平衡关系,推导了形式简洁的液滴直径模型。结合系统最小自由能理论,获得了改进的反相含水率预测模型。利用已公布的油水两相管流反相实验数据,将模型与已有的反相模型对比表明:当油品黏度较低时,该模型的预测精度明显优于其他反相模型;当油品黏度较高时,各反相模型的预测结果均不理想。