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。

土工问题的气固液耦合弹塑性有限元技术

系统介绍一种三相土体的两相耦合弹塑性模型 (相当于Biot理论的拓展模型 )及其变分原理的有限元方法 ,以及该方法在土工结构受荷响应和安全分析上的运用 .内容涉及到施工运行各阶段结构变化或作用变化的连续响应计算和各阶段的稳定分析 .

双吸双流道泵气固液三相流动特性分析

为探究非对称双吸双流道泵的内部流动规律,基于CFD性能预测方法,采用Mixture多相流模型,充分考虑汽蚀作用,计算双吸双流道泵在气固液三相联合作用下的速度-压力分布规律以及气相与固相的体积分布特点,并且考虑不同的计算方法叶轮中截面的压力分布。计算结果表明:在叶轮的头部区域存在一局部低压漩涡区,在恶劣环境工况,最终演变为汽蚀的发生。固相颗粒主要分布在靠近上下盖板的内表面,气相主要分布在叶片的头部区域。不同的计算方法,压力分布趋势基本相同,若考虑固相颗粒的作用,叶轮出口压力更高,压力梯度更大。若考虑汽蚀的作用,叶片头部的低压区范围更宽广,汽蚀现象更严重,但发生汽蚀的部位不会改变。

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。

基于固-气-液耦合的气垫船水下辐射噪声数值分析

气垫船水下声辐射是复杂的船体结构-气垫-周围水体三类介质声振耦合过程,其声传递特性是气垫船声学分析中的难点。本文以某全垫升气垫船为研究对象,结合声固耦合有限元法与解析法,探究气垫船水下辐射噪声传递特性。通过建立固-气-液声固耦合有限元模型,计算机械激励与垫升风机声激励,并以试验固有频率修正数值模型;通过声透射解析公式计算空气螺旋桨、燃气轮机等设备声激励辐射的水下噪声。采用距离左、右舷1 m处线上各点的总声压级作为评价指标。结果表明:气垫船水下辐射噪声为宽带噪声;有限元法计算的水下辐射噪声在低频时集中分布于气垫-周围水体耦合面附近,随着频率的升高,水下噪声增大并逐渐呈不规则干涉状分布;空气螺旋桨等声激励直接辐射水下噪声主要为近场低频噪声,在设备声激励辐射范围内声压平均占比约为40%。本文揭示的水下辐射噪声传递特性对气垫船减振降噪具有重要指导意义。

气液(固)反应特效搅拌装置的应用

气液(固)反应特效搅拌装置适用于气液反应、气液固反应以及催化加氢反应,能够实现气体与液体或液体、固体完全充分接触混合反应,高效利用气相空间的滞留气体,使气体进入液体内部充分反应,根据反应需要可对进气量、搅拌角度进行调节,确保高质量和高效产出的效果,有效地降低生产成本,对化工领域加气反应装置技术提升起着至关重要的作用。

我国煤矿固、液、气“三废”地质封存研究现状与生态环境协同发展的关系

我国是世界上受煤矿“三废”(固、液、气)环境污染非常严重的国家,在“三废”利用处理上开展了大量深入的研究和实践,但依然存在标准规范不完善、处理规模小和技术不健全等诸多问题。为了解决我国煤矿大规模“三废”低成本地质封存与生态环境协同发展问题,在国外关于地质封存定义的基础上,对我国地质封存的内涵进行了扩展;分析了“三废”地质封存研究进展和现状;梳理了国内外“三废”地质封存相关文献和专利发表情况;提出了我国开展“三废”地质封存面临的问题和进一步发展的建议;指出了我国“三废”地质封存面临的主要问题是环境领域的标准规范不健全,尤其是废液深井灌注方面的标准广泛缺失。通过系统研究表明:国内研究机构对“三废”地质封存领域的研究日益重视,研究成果在国际上占比较高;我国煤矿“三废”地质封存及生态环境协同发展意识和体系正在形成,但针对大规模“三废”地质封存、煤矿开采全周期“三废”地质封存循环系统、CO_(2)捕集利用封存(CCUS)技术与生态环境之间的协同发展关系方面的研究成果支撑不足,严重制约地质封存的理念、技术和工程的大规模实施应用。我国应尽快加强煤矿“三废”地质封存技术与生态环境协同发展方面的科技研发,通过建立完善标准规范、加大技术研发和加强环境监管等措施,推动我国煤矿绿色和可持续发展,助力我国“双碳”目标尽早实现。

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 。

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.

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.

气液固三相循环流态化

由于三相流化床反应器在石油化工、湿法冶金、环境工程和煤的液化等工业领域得到越来越广泛的应用,近年来对传统的三相流化床进行了大量的基础研究并取得了很大进展。以往的研究大部分是针对低液速(u_l<u_t)粗/重颗粒床进行的,随着生物化工、能源加工过程的兴起,细/轻颗粒床得到广泛的重视,然而针对细/轻颗粒体系的新型反应器及其基础研究却很少报道。 本研究工作针对细/轻颗粒体系颗粒夹带速率大的特点,设计了新型的颗粒外循环三相流化床,进而研究在高液速、具有颗粒夹带条件下的床层流体力学特性。

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。

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.

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.

油气体系气-液-固三相相态模拟

根据油气烃类体系的组成特点和相态特征 ,提出了气 液 固三相相平衡的计算方法。采用状态方程描述气相和液相的相态变化 ;而将固相视为非理想的固态溶液 ,用正规溶液理论来描述其非理想性。实例计算结果表明 ,该方法适用于石油开采、集输和加工过程中的气、液、固三相相态模拟研究 ,也可以用于石蜡、沥青等有机固相沉积的研究。

气液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在气液固循环流化床(GLSCFB)内,以空气、水和玻璃珠为气液固流化介质,利用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,在室温常压条件下,采用欧拉模型系统研究了预分布器结构、液速对反应器内固体径向速度分布和液相湍动能的影响。计算结果表明,在预分布器附近,液相湍流动能随表观液体速度增大而明显增大;预分布器可以有效地改善固体颗粒径向速度分布的不均匀性,变孔径分布器效果最好;低表观液速下,颗粒径向分布的计算值与实验值吻合良好,随液速增大误差增大。通过实验值与计算值的比较,证实了数值模型的可靠性。

气-液-固三相并流体系的混沌识别

通过重构相空间、Poincare截面、分维、Kolmogorov熵和Lyapunov指数谱等混沌分析方法对气 -液 -固三相并流向上流动系统的压力波动信号进行了定性和定量研究 ,研究表明 :此类系统具有非线性混沌现象 ;计算结果显示 ,系统普遍存在 2～ 3个分维 ,其中低频大尺度波动对应的分维反映全局动力学行为 。

螺旋管内气液固三相流颗粒相分布规律

为了深入认识螺旋管多相流相分离现象,并为新型螺旋管除砂器设计提供指导,本文应用马尔文粒度仪,测量了螺旋管气水砂三相流底部水平段液膜中的颗粒浓度和粒度分布。研究表明:在泡状流和分层流条件下,螺旋管底部水平段可形成稳定的连续液膜流动;在宽广的气速范围内,液膜中的颗粒浓度分布规律均为内弯侧较低、外弯侧较高,说明螺旋管除砂器对于实际生产中流动工况的变化具有良好的适应性;泡状流中提高气速有利于分离;分层流中在中等气速条件下外弯侧颗粒浓度最大,中等气速是相分离的最佳操作工况。