燃油系统汽液比计算方法

汽液比是直升机燃油系统设计的重要参数之一。对于正常燃油及宽馏份燃油,因其空气溶解系数及真实蒸汽压力的差别,导致计算方法的不同。针对两种不同类型燃油的特性,给出了不同的计算公式,以及汽液比计算公式中参数的确定方法、使用限制。

变汽液比条件下高速燃油离心泵非定常特性分析研究

为了明确高速燃油离心泵在汽液比变化下流场的非定常特性,以设计流量和小流量工况为例进行内流场数值模拟,重点分析叶轮流道内的非定常流动特点及压力脉动时频特性.给出汽液比与进口压力的映射关系以确定仿真边界,并对网格模型、仿真步长进行相关性检验.将仿真与试验结果对比,以验证仿真方法的有效性.随后,基于压力等值线和湍动能等分布结果分析其非定常流动特点,并利用快速Fourier变换对叶轮进口、出口的压力脉动进行时频特性转换.研究结果表明,在燃油饱和状态条件下,叶轮流道内的流动相对稳定,压力幅值主频为转频.随着汽液比的增加,叶轮进口产生了低压区且面积明显扩大,叶轮出口出现了不同程度的尾迹流,相同区域内的湍动能耗散率同样表现最为强烈.另一方面,随着汽液比的增加,叶轮进口压力逐渐降低,在设计流量下,微小的压力幅值主频为转频,而小流量下出现了其他倍频.同时,叶轮出口的尾迹流并未严重影响各监测点的压力幅值主频,此处压力幅值主频仍为转频.

六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据预测及精馏过程模拟

精馏技术提纯六氟化铀是铀转化工艺的重要环节,该精馏工艺的模拟可为工艺设计及操作优化提供关键支撑。然而,由于六氟化铀及氟化物汽液相平衡数据及物性数据的缺乏,六氟化铀提纯精馏工艺的建模和模拟难以开展。为此,利用COSMOtherm和Turbomole软件,预测UF_(6)与TiF_(4)二元体系汽液相平衡数据。通过预测已知的WF_(6)-UF_(6)二元体系汽液相平衡实验数据以间接验证COSMO-RS模型预测的准确性。利用Aspen Plus软件的物性常数估算系统(property constant estimation system),估算出缺失的无限稀释水溶液Gibbs生成能等物性参数。文献中UF_(6)饱和蒸气压实验数据与模拟值进行对比,相对误差在1.76%以内。根据文献中的实验数据和预测的汽液相平衡数据,利用Aspen Plus软件回归NRTL模型的二元交互作用参数。针对六氟化铀及氟化物的分离,设计直接分离序列和间接分离序列提纯UF_(6)的两种方案。设定UF_(6)产品纯度,以总年度费用(TAC)最小化为目标,采用灵敏度分析对塔板数、进料位置和回流比的关键参数进行优化,结果表明,间接分离序列提纯UF_(6)方案的TAC更低。

变换冷凝液汽提装置的作用及优化分析

介绍了变换冷凝液汽提装置在保证气化和变换运行稳定性中的作用,并结合项目实践分析了汽提装置运行中的痛难点。针对某大型IGCC煤气化项目的优化,提出了一体式闭式汽提流程有助于解决变换汽提装置运行的问题,实现气化和变换水系统氨氮含量的有效控制,同时起到良好的节能降耗效果并降低业主运行维护的成本。

三元混合制冷剂R290+R600a+N2汽液相平衡实验研究

在氢气液化工艺中,预冷循环是重要的一环,其中混合制冷剂(mixed refrigerant,MR)预冷循环是单位能耗比较低的,故对MR性能的优化显得尤为重要.为此利用液相单相循环法搭建汽液相平衡(Vapor-liquid equilibrium,VLE)实验系统,研究了R290+R600a+N_(2)三元体系的VLE性质,在273.15 K~323.15 K的温度范围内,对三元混合工质R290+R600a+N_(2)进行实验研究,并获得18组实验数据.同时使用Peng-Pobinson-Stryjek-Vera (PRSV)状态方程结合van der Waals(vd W)混合法则对R290+R600a、R290+N_(2)、R600a+N_(2)三组二元体系的VLE文献数据进行了拟合计算,得到二元交互作用系数,拟合结果与文献数据吻合良好.以此为基础,推算该三元体系的VLE性质.最后将实验数据与计算结果对比表明,体系压力平均相对偏差AARDp为0.85%,系统组分R290、R600a和N_(2)的气相平均绝对偏差AADy_(1)、AADy_(2)和AADy_(3)分别为0.0064、0.0027和0.0063,证明实验结果数据合理可靠,可以满足工程上的应用.

蒸发装置中汽液旋风分离器的设计

在蒸发和结晶单元操作中,汽液分离器用于气液相的连续分离,是保证蒸发过程稳定运行的关键设备之一。其既要保证蒸发的二次蒸汽完全从液相中分离,又要保证分离出的二次蒸汽携带极少量的物料。介绍了汽液分离器的工作原理、影响分离效率的因素以及设计方法,为工业级蒸发分离器的设计提供思路。

乙酸+异丙醇酯化体系中汽液平衡测定及萃取精馏

汽液平衡数据对于共沸物分离具有十分重要的地位,为了解决乙酸+异丙醇酯化反应体系中的共沸物分离的问题,采用Dvorak-Boublik平衡釜测定了乙酸+异丙醇+乙酸异丙酯、乙酸+异丙醇+水、乙酸+乙酸异丙酯+水、异丙醇+乙酸异丙酯+水4个三元体系的汽液平衡数据,对实验数据进行热力学一致性检验和NRTL(nonrandomtwo-liquid)模型关联。通过残留曲线图分析了共沸体系分离的可行性,利用Aspen Plus对异丙醇+乙酸异丙酯+水体系进行萃取精馏工艺模拟和优化。结果表明,分离得到乙酸异丙酯质量分数≥98%,异丙醇质量分数≥99%,研究结果不仅补充了部分乙酸+异丙醇酯化反应体系的三元汽液平衡数据,也为体系的共沸物分离提供理论依据。

PRO/Ⅱ软件在板式塔中汽液分布教学中的应用

汽液传质设备是化工原理和化工原理实验学习的重要内容,而在以往的教学过程中,关于塔板上汽液两相均匀分布的论述和实验较少。提出在教学过程中引入PRO/Ⅱ软件应用闪蒸模块模拟塔板上汽液传质过程,探究汽液不均匀分布、闪蒸级数对分离效率的影响。通过对化工流程模拟结果进行研究,学生们能够更加充分地掌握化工塔设备的知识点,更加深入地理解传质过程。此外,学习利用PRO/Ⅱ软件,为毕业后从事化工相关的生产和研究打下坚实的基础。

变换冷凝液汽提系统优化改造总结

我国化工技术水平的不断提升,使得工业废弃物的回收和再利用能力得到了增强。变换冷凝液汽提系统作为工业废水回收和再利用的重要设备,化工企业需不断加强对汽提系统的优化改造,进一步提升系统的工作效率,并强化系统的汽提净化纯度,切实保证系统设备在化工废弃物处理中的效益。本文将围绕变换冷凝液汽提系统进行深入研究,分析系统的技术要点及工作原理,并针对系统存在的运行问题及成因进行分析,重点探究总结汽提系统的优化改造措施。

煤化工变换冷凝液汽提系统存在的问题及技术现状

随着我国经济的快速发展,使得煤炭化工产业水平不断升级,并逐渐成为我国化工生产的支柱型产业模式。在产业快速发展的同时,企业要将环保问题放在首位,注重煤化工的废水排放问题,现阶段众多企业纷纷利用汽提系统对煤化工变换工段的变换冷凝液进行处置,并取得了较好的汽提效果。本文将针对煤化工企业变换冷凝液汽提系统进行深入研究,针对汽提系统在运行中存在的问题进行分析,并结合行业技术现状,寻求解决问题的办法。

基于解决复杂工程问题能力培养的汽液平衡数据测定实验教学改革

共沸或近沸混合物的高效分离是化工过程中典型的复杂工程问题。针对汽液平衡数据测定实验教学对学生解决复杂工程问题能力培养不足的现状,我们改用具有最低共沸点的正丙醇-水实验体系,结合基础理论和工程实践设置预习思考题,用学生实测的汽液平衡数据回归Wilson模型参数,并用上述参数指导萃取精馏制备无水正丙醇的精馏塔设计。实践表明,将实验教学与工程实际相结合,用实测数据指导过程设计,能够加深学生对工程实践的认识,切实提高学生解决复杂工程问题的能力。

槽参数对高温密封汽液固流动特性及性能的影响

以高温动压型机械密封为研究对象,基于Eulerian多相流模型和蒸发冷凝模型,建立涉及高温汽化、固体颗粒、黏温效应及牛顿流体内摩擦效应的动压型机械密封润滑膜汽液固三相流动模型,模拟研究槽深、槽宽比、螺旋角及槽径比对润滑膜汽化、固体颗粒分布规律及密封性能的影响关系。研究表明:润滑膜固体颗粒体积分数随槽深、槽径比的增大而增大,且在槽宽比为0.5时出现最大值,而固体颗粒体积分数随螺旋角的变化规律与转速有关;润滑膜平均汽相体积分数随槽深的增大而减小,随螺旋角的增大而增大,槽宽比为0.7时平均汽相体积分数出现最大值,槽径比在0.3以上时平均汽相体积分数随槽径比的增大而增大;槽深8μm时润滑膜汽相、固体颗粒相出现突变,槽深低于8μm时处于气相较高、固体颗粒相较小状态,槽深高于8μm时则相反;基于汽液固流动的密封性能分析表明,选用9μm左右的槽深、0.6左右的槽径比、16°~20°的螺旋角、0.3~0.4的槽宽比时对密封性能有利,采用8μm以上的槽深及小于0.5的槽宽比时,转速较高时选用较小槽径比、转速较低时选用较大槽径比时有利于抑制汽化。

高温密封润滑膜汽液固流动特性数值计算分析

利用Eulerian多相流模型和蒸发冷凝模型,建立了涉及高温汽化、固体颗粒、黏温效应及牛顿流体内摩擦效应的动压型机械密封润滑膜汽液固三相流动模型,计算分析了润滑膜汽液固流动特性随工况的变化规律,以及润滑膜汽化、固体颗粒分布及密封性能的影响关系。研究表明:润滑膜汽化和固体颗粒分布均主要位于槽堰区,汽相和固体颗粒相之间存在相互制约关系;高介质温度导致的液相汽化和黏度下降使流体动压减弱,因而导致外槽根高压区不明显甚至消失。润滑膜汽化程度随转速增大呈先减小后缓慢增大变化规律,存在汽化抑制转速区且随介质温度的升高而向高速方向移动;固体颗粒体积分数在接近汽化抑制转速区时出现快速增大;介质压力增大至一定数值时出现固体颗粒体积分数迅速降至零附近的现象,且介质温度越高出现速降的介质压力越小;介质温度高于423K后,润滑膜开启力、泄漏量和摩擦扭矩均会在接近汽化抑制转速时出现由平缓变化到加速变化的过程。

含硫酸氢盐离子液体的水+乙酸体系汽液平衡数据测定

为探究离子液体(ILs)作为催化剂对酯化反应精馏体系汽液平衡产生的影响,采用Dvorak-Boublik平衡釜测定了5种压力下水(1)+乙酸(2)二元体系的汽液平衡数据,并测定了不同压力和不同离子液体摩尔分数下的水(1)+乙酸(2)+1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐([HSO_(3)-BMPy][HSO_(4)])(3)三元体系的汽液平衡数据。通过COSMOlogic软件对[HSO_(3)-BMPy][HSO_(4)]几何结构进行优化,模拟获取屏蔽电荷密度图(σ-Profile)。结果表明,加入[HSO_(3)-BMPy][HSO_(4)]提高了二元体系的平衡温度,且对水的影响更大,减压使其平衡温度降低。[HSO_(3)-BMPy][HSO_(4)]易与水结合,使水与乙酸更难分离。测得的汽液平衡数据可为含[HSO_(3)-BMPy][HSO_(4)]体系的酯化反应精馏模拟计算提供热力学基础数据。

丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系及其在萃取剂中汽液平衡测定及关联

在常压下使用单级循环汽液平衡釜对丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系中丙酮-乙腈、丙酮-叔丁醇、乙腈-叔丁醇、乙腈-水的4组二元、丙酮-乙腈-叔丁醇、丙酮-叔丁醇-水、乙腈-叔丁醇-水的3组三元和丙酮-乙腈-叔丁醇-水的四元汽液平衡数据进行测定.通过赫林顿积分法对二元汽液平衡数据进行热力学检验,进而考察本装置测定实验数据的可靠性和稳定性.对测定的实验结果选用UNIQUAC和NRTL模型关联,与实验值对比,UNIQUAC模型关联值与实验值较为吻合,平均相对误差最大值小于3%.同时,测定四元体系在乙二醇等4种萃取剂中的汽液平衡数据,为丙酮-乙腈-叔丁醇-水体系萃取分离提供基础数据.

熔盐横向冲刷管内汽-液两相流传热特性实验研究

以太阳盐为工质,实验研究熔盐横向冲刷管内汽-液两相流的传热特性。分析熔盐质量流速、熔盐入口温度、水侧压力、水侧质量流速、水侧干度对熔盐与汽-液两相流的传热特性的影响规律。实验结果发现熔盐入口温度及水侧干度对熔盐蒸汽发生器的性能影响较大。

氢化松脂体系汽液平衡测定与关联

为了解决氢化松脂蒸馏分离问题,采用带有搅拌桨的改进Ellis平衡釜和气相色谱分析方法,测定了在常压和温度为169.2~176.2℃下氢化松脂体系汽液平衡数据;采用NRTL、Wilson和UNIQUAC模型对氢化松脂体系汽液平衡数据进行热力学关联;由相对挥发度判断了单萜烃和倍半萜烃分离难易程度。结果表明,氢化松脂体系汽液平衡数据经Herington积分法检验,所得实验数据符合热力学一致性;采用NRTL、Wilson和UNIQUAC模型计算时,气相摩尔分数的平均绝对偏差为0.0121、最大偏差为0.0373,温度的平均绝对偏差为1.5℃、最大偏差为2.8℃,即3种模型对氢化松脂体系汽液平衡计算都适用;单萜烃与倍半萜烃相对挥发度范围为1.924~2.146,因而单萜烃与倍半萜烃分离有一定难度。

Excel和Aspen Plus软件在《化工热力学》汽液平衡数据计算中的应用

本文利用Excel提供的单变量求解及相关函数功能,无需编程,就可使问题得到圆满解决。同时,通过Aspen Plus软件的物性分析功能也能快捷地对汽-液相平衡进行计算,并利用Aspen Plus软件绘图功能将Excel和Aspen Plus得到的汽液平衡数据以相图的形式直观表示出来。将Excel和Aspen Plus软件应用于汽-液相平衡数据计算,简单明了,且不易出错,将其作为有效的教学改革工具应用到化工热力学教学中,不仅可以实现理论与实际应用的结合,也可以提高学生的学习兴趣。

U形管内汽液两相流流型数值模拟及优化

为研究U形管内汽液两相流流型变化,使用多相流Mixture混合模型对其进行了数值模拟,分析U形管内流型及传热特性的变化。通过分析模拟结果,优化蒸发器结构,提高其换热性能及运行可靠性。

注汽油井蒸气汽液比的折射率法测量研究

给油田的油井中注入高温高压蒸气时 ,从井口到井底连续地查明汽液比对节省能源和提高产出率意义重大。由于干蒸气和水的折射率不同 ,汽液的比例可以从汽液两相流的折射率响应特性反映出来。研制的测量装置采用蓝宝石作为折射率敏感的探测头 ,直接对汽液两相流的比例变化产生响应 ,能够应用于高温高压及狭窄工作空间的输汽环境中。装置在锅炉输汽管道中的实测响应曲线反映了输汽过程中汽液比的真实变化。该装置还在井深 80 0m ,井口蒸气温度 2 70℃、压力 10Mpa的油田注汽井中进行测量 ,测得的结果对注汽法采油的井况分析具有一定的作用。