东祁连山高寒草甸土壤“固-液-气”三相组成对海拔和坡向的响应

为探究不同海拔和坡向下高寒草甸土壤“固—液—气”三相组成变化特征,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了不同海拔(2800,3000,3200,3400,3600,3800,4000 m)、坡向(阳坡、阴坡)高寒草甸的植被特征和土壤物理特征,结合植被指标拟合探讨高寒草甸“固—液—气”三相的最佳组成比例。结果表明:植被盖度、草层高度和地上生物量均随海拔升高呈先升高后降低,在海拔3200 m处达最大值,同一海拔的阴坡植被盖度、草层高度、地上生物量均高于阳坡;土壤容重随海拔和坡向的变化规律与植被盖度相反,而土壤含水量、孔隙度和持水性变化规律与植被盖度类似;经方程拟合发现,土壤“固—液—气”三相比例为31∶33∶36时,高寒草甸生产力最优。综上所述,在海拔3200 m处是东祁连山高寒草甸分布的中心典型区域,海拔和坡向是影响高寒草甸土壤物理质量和“固—液—气”三相组成的重要环境因子,且该区域高寒草甸土壤“固—液—气”最佳比例为31∶33∶36。

航空发动机气固液三相分离器的数值模拟分析

为研究气固液三相分离器结构尺寸对油液净化效果的影响,基于流体动力学的数值模拟,通过DPM模型和磁场模型研究了油液分离器结构尺寸对于滑油中铁屑的捕捉能力和油气的分离能力的影响,并对其结构尺寸进行优化。结果表明:当分离器主体直径为65mm、锥度角为20°时,分离器的综合分离效果最好。

煤层气储层气-液-固多相渗流规律研究

揭示储层非饱和流阶段煤粉运移产出规律,对煤层气高效排采具有重要现实意义。基于气-液-固三相流模拟装置,通过设定不同煤粉粒径、注入流速、裂缝宽度和煤粉质量分数等条件,开展了煤层气储层非饱和流阶段煤粉产出运移特征试验,并分析了煤粉沉淀量、产出量及煤岩气相与液相渗透率变化特征。研究表明:随着裂缝宽度增加,煤粉产出量呈现出逐渐增大的趋势,沉淀量呈现出先增大后减小的变化特征,在裂缝宽度为0.1 mm时达到最大值;随着煤粉质量分数的增大,产出量表现为先增大后减小(峰值点在0.15‰附近),沉淀量逐渐增大,说明煤粉在储层中运移存在一定的单位体积含量极值,超过极值后,煤粉将大量沉淀并堵塞孔裂隙;合理控制煤层气产水产气速率,能够有效地控制煤粉的产出,煤粉沉淀量和产出量随着注入流速的增长均呈现出先增大后减小的趋势,注入流速为5.0 mL/min时的煤粉沉积量最大,在流速为7.5 mL/min时煤粉产出量相对较高;液相渗透率演化特征呈现出逐渐降低和先稳定后逐渐降低2种变化趋势,气相渗透率演化特征较为复杂;综合注入压力、煤岩渗透率变化、煤粉产出和沉淀特征,可将煤粉在裂缝中运移划分为缓慢沉积、快速沉积和完全堵塞3个阶段。

深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型研究

井底压力的准确预测和有效控制是深层页岩欠平衡钻井作业的关键,但岩屑及环空流体与周围环境之间的对流换热对传统井底压力计算模型精度的影响较大。为此,建立了瞬态非等温井筒气液固三相流动模型,根据连续性方程和动量守恒方程,计算了流体速度、相体积分数和压力,并求解了不同径向层的能量守恒方程,得到了整个井筒-地层系统的温度分布,并采用迭代法,耦合求解了深度和径向方向上的温度、压力和流体性质;模型计算结果与欠平衡钻井作业的现场数据之间误差小于5.0%,验证了该模型的准确性与可靠性。基于所建立的模型,对比分析了考虑和不考虑岩屑存在及对流换热效应时预测的压力和温度差异,分析了欠平衡压差、机械钻速、地温梯度等因素对井筒压力和温度分布的影响规律。深层页岩欠平衡钻井气液固三相瞬态流动传热模型为控压钻井、欠平衡钻井在深层页岩油气中的高效应用提供了理论支撑。

气液固三相移动床中流型的声发射检测

本文采用声发射检测分析了气液固三相移动床中的各相运动信息,实现了三相移动床中涓流-脉冲流的识别,并进一步分析了不同条件下脉冲流的演变规律。结果表明,滴流床中气液流型为脉冲流时,声信号在时域上会形成能量包,可据此实现涓流-脉冲流的准确识别,且该识别准则对于三相移动床同样适用。固相移动导致的床层空隙率增大会使三相移动床中脉冲流形成的条件变得更加苛刻。气液达到稳定脉冲后,固相颗粒对于气液的带出作用会在一定程度上增大三相移动床中的气液脉冲频率。

发动机冷却系统气-液-固三相整场耦合传热研究

该文针对混动强化型发动机在车辆运行过程中受到外界流动空气冷却的影响,提出一种将发动机受到的外部气流与内部水套联合冷却耦合的计算模型,即风冷-水冷联合冷却系统,其通过气-液-固三相整场耦合传热,更适用于分析发动机冷却及换热。通过检测转速为6 000 r/min的发动机缸盖火力面鼻梁区的温度,以此为基础对比三相耦合模型与单水冷两相耦合模型的缸盖温度值发现,三相耦合模型在高温区域的温度偏差与测试值更接近,外部气流的流动减小了水套内部液体汽化产生的气阻,发动机外部气体流动对发动机散热具有积极影响。

油气体系气液固三相相平衡计算

油气体系含有一定的石蜡、胶质、沥青质等有机固相物质 ,当油气体系的热力学条件发生改变时 ,它们将从气、液中析出而沉积 ,给油气田生产带来严重的危害。气液固三相相平衡理论研究和相态计算能够确定油气流体发生固体沉积的热力学条件 ,并确定出不同热力学条件下的固体沉积数量 ,从而为防止和控制固体沉积提供理论依据和评价技术 ,以利于指导油气田开发开采工艺设计。文章根据正规溶液理论和状态方程以及流体热力学相平衡原理建立了油气体系气液固三相相平衡热力学模型 ,结合物料守衡方程建立了相应的数值计算模型。实例计算表明 。

气-液-固三相相平衡热力学模型预测石蜡沉积

在油气开采过程中 ,当体系的温度、压力或组成等热力学条件发生改变时 ,油气体系内的蜡质、胶质、沥青质等有机固相物质将会从体系中析出而沉积 ,给油气田生产带来严重的危害。采用状态方程和溶液理论相结合而建立了能模拟石蜡沉积的气 液 固三相相平衡热力学模型。根据正规溶液理论描述固相混合物的非理想性 ,采用状态方程描述气相和液相的相态。运用该模型对某一含气原油进行了蜡固相沉积模拟计算 ,计算结果表明 ,压力对蜡沉积有较大的影响 。

页岩黏土孔隙气-液-固三相作用下甲烷吸附模型

实际储层条件下含水页岩的甲烷吸附量低于实验室测定的干燥页岩吸附量,致使页岩气资源量被高估。在考虑页岩黏土孔隙含水的基础上,基于气-固界面Langmuir吸附理论、气-液界面Gibbs吸附理论及土壤吸附学,针对狭缝孔及圆管孔两类黏土孔隙,建立了气-液-固三相作用下甲烷吸附理论模型。该模型可以计算孔隙含水饱和度0~100%的吸附曲线,验证表明:计算结果与分子模拟结果吻合。并进一步揭示了甲烷在黏土水膜表面的气-液界面吸附特征:在低压下,吸附量与压力呈线性变化;在高压下,吸附量趋于饱和。

气液固三相浆态床反应器研究进展

由于在甲醇合成、费托合成等工艺中的成功应用,气液固三相浆态床反应器的研究引起了越来越多的重视。本文综述了有关浆态床反应器方面的研究,包括:流体力学性能、反应器设计、固液分离以及产业化进程。详细地介绍了影响浆态床反应器流体力学性能的主要因素:压力、温度、气体表观气速、液体性质及固含率等对流型、气含率、气泡停留时间分布和传质系数的影响。总结了近年来在浆态床反应器设计和固液分离方面的研究成果。

气液固三相湍流流动的E/E/L模型与模拟

采用基于双流体模型与粒子分散模型相结合的方法 ,建立了一个用于描述气液固三相湍流流动的Eulerian/Eulerian/Lagrangian模型 (简称E/E/L模型 ) .在Euler坐标系中考虑了气液两相 ,利用双流体模型来表述气液两相的相互关系 ;同时在Lagrange坐标系中考察了颗粒的运动 ,并把颗粒对气液两相的影响耦合于双流体模型中 .以流化床内气液固三相湍流流动为例进行的数值模拟结果与实验结果吻合良好 .所提出的模型及其模拟具有很好的准确性和可靠性 。

气液固三相流在机械搅拌充气式浮选机内运动的数值模拟

针对机械搅拌充气式浮选机内部气液固三相流动比较复杂的情况,对有效容积为165 m3的大型机械搅拌充气式浮选机进行研究.采用Mixture多相流模型、k-ε湍流模型和雷诺时均N-S方程,对浮选机内部的气液固三相流流动进行三维湍流数值分析.通过对内流场的数值模拟,分析机械搅拌充气式浮选机内部的流动,得出浮选机内部气液固三相的速度、体积分数、湍流强度和迹线等的分布规律.

增湿活化反应器内气—液滴—固三相流场的数值模拟

本文给出了气—液滴—固三相流体的双流体模型下的各控制方程组。颗粒动理学方法模拟颗粒相湍动能。模型中考虑了气、液滴和固相的相互作用以及液滴与固相的非弹性作用造成的能量传递和耗散。模型预测在增湿活化反应器内相速度和浓度等参数空间分布，以及操作参数、结构布置等对相速度等参数的影响。

气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.

弯管内气液固三相流中液膜区流场的PIV测量

为了深入认识螺旋管内多相流相分离现象,应用粒子图象测速仪(PIV),对组合弯管内气水砂三相流底部水平段和上升段中液膜区的流场进行了测量。研究表明:底部水平段流动主流速度分布比较均匀,颗粒跟随流体运动;二次流十分微弱,颗粒在离心力作用下由内弯侧向外弯侧运动;速度脉动强烈,不利于相分离。上升段中流动受到重力的阻碍,同底部平段相比主流速度降低,离心力作用减弱,颗粒径向时均速度较低;流动的间歇性更强,两相速度脉动更剧烈。

气液固三相体系搅拌混合研究进展

综述了桨型、挡板及气体分布器等结构因素 ;转速、气量及颗粒分率等操作因素 ;颗粒直径及密度等物性因素对气液固三相体系的临界搅拌转速、功耗、气含率的影响。

机械搅拌自吸式浮选机气-液-固三相流场的数值研究

为了研究机械搅拌自吸式浮选机内叶轮转速对浮选动力学环境所产生的影响，采用Mixture多相流模型、k -ε湍流模型和雷诺时均方程，对有效容积为20 m3机械搅拌自吸式浮选机内部气-液-固三相流流场进行数值模拟，分析了3种粒度、3种转速所组成的9组模型的三相流体在浮选槽内的速度以及湍流强度的分布规律。数值模拟结果表明：浮选机叶轮转速在147～196 r/min区间时，液面的湍流强度保持稳定，且该范围内浮选机性能较优。试验结果与模拟预测结果比较吻合，验证了所得结论。

激冷室内气体穿越液池过程气液固三相的数值模拟

水煤浆气化炉激冷室内合成气穿越液池过程是复杂的气液固三相的流动过程,该过程起到合成气的进一步冷却及其所含凝渣捕集的作用。将欧拉和拉格朗日方法相结合,用VOF模型跟踪气液界面,用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)计算颗粒碰撞。对含渣气体穿越液池的气液固三相流动过程进行了数值模拟,探讨了不同粒径、气流速度以及下降管出口淹没深度对气液流场以及对固体颗粒分离的影响。研究表明:气体出下降管后做流动方向急剧突变的流动,穿越过程气液形成具有一定周期的波状流动;含尘气体穿越液池过程对颗粒具有较高的捕集效率;颗粒的捕集效率随着粒径的增大而提高;随着气流出流速度以及下降管出口淹没深度的增加,液体的扰动加强,产生更多的液滴,有助于颗粒捕集效率的提高,但气流速度及淹没深度对颗粒捕获效率的影响逐渐减弱。

热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能

为了研究热管式气液固三相固定床鼓泡反应器的传热性能, 在一内径为50 mm、高800 mm床内充以多孔填料, 内插一根16 mm×2 mm的水 不锈钢热管的固定床反应器中, 用并流向上的热水和氮气进行传热试验研究. 研究结果表明: 传热量随气相速度ug 增大而增多, 在气相速度达到某一数值后, 气相速度对传热的影响不显著; 并采用最小二乘法拟合得到了试验条件下固定床鼓泡反应器床层与热管加热段管壁之间传热系数的经验计算式. 所得到的方程得到了热模试验的验证.

复合管道气液固三相流浆体水击压强和水击波速计算

浆体中的含气量对水击压强和波速产生重要的影响。提出了考虑含气量的浆体即气液固三相流浆体水击波速计算公式,分析了考虑气泡的存在对浆体水击波速的影响,对某一复合管道内气液固三相流浆体水击压强进行了计算.