射流器气泡破碎机理及其影响因素分析

以射流器作为研究对象,利用Fluent软件对射流器内的流动特性进行数值模拟,根据射流器内速度、压力和湍流动能等相关参数的变化分析了射流器内气泡破碎的机理,并研究了喉嘴距和液体入口速度对射流器内气泡直径的影响。模拟结果表明,进气管的气体在喷嘴高速液体的带动下进入吸气室,两者在吸气室和喉管内剧烈碰撞混合,将大气泡剪切破碎成小气泡;喉嘴距减小,射流器内最大液体速度逐渐向右移动,吸气室内的涡流现象被抑制,能量损耗降低,当喉嘴距从40 mm减小到10 mm时,出口处的气泡平均直径从0.67 mm减小到0.45 mm;液体与气体之间的相互作用是气泡破碎的主要因素,液体入口速度增大时,湍流动能增强,液体与气体的相互作用增强,当液体入口速度增大为3.9 m/s时,出口处的气泡平均直径减小到0.36 mm。

新型液压支架用截止卸荷阀的分析与应用

寺河煤矿井下工作面液压支架以往自锁球形截止阀对下游管路无卸荷功能而易引发安全事故,设计了一种新型液压支架用截止卸荷阀,可实现进液截止、同步卸荷双重功能。对该阀的结构、工作原理、特点、性能进行了分析阐述,并在5312工作面进行了应用,能有效实现进液截止及卸荷功能,安全经济效益显著。

水介质缓速器定子叶轮进液口结构优化设计与分析

为有效降低现有水力缓速器定子叶轮铸造难度、提升定子叶轮铸造成功率及其制动扭矩性能,基于自主研发的水介质缓速器样机结构模型,采用CAD-CFD设计与仿真优化协作方法,采用均匀壁厚的设计思路,设计出一种对称凸台式进液口结构,金属液沿着进液口两侧的叶片(厚度2 mm)对称流向对称的六边形结构的进液口(1.5 mm),浇铸流动性好,可有效避免出现“铸件缺口、缩孔缩松的缺陷”;制动力矩CFD仿真计算结果对比显示,对称凸台式进液口沿着相应叶片的对称布局,可以有效降低凸台对涡流损耗效应的扰动,使得该型式定子叶轮发挥出较佳的制动扭矩性能。该研究为进行水介质缓速器样机定子叶轮的结构优化设计与应用打下基础。

电潜螺杆泵入口处气液比动态变化特性分析

随着油田开发的不断深入,螺杆泵采油技术得到进一步发展与完善,近年来,在高含气和稠油等非常规油气藏中也得到广泛应用,但由于游离气和溶解气的存在,气体进入泵内会影响螺杆泵的工作性能和使用寿命。针对这种情况,综合考虑油气水三相流体对螺杆泵运行工况的影响,结合钻井液密度、生产气油比、含水率和气体状态方程,建立了螺杆泵入口处的气液比计算模型,并以大港油田J36-6和J36-8油井的生产数据进行模拟分析。结果表明,在动液面高度一定的情况下,增加下泵深度有利于降低泵入口处的气液比,高密度、高含水和低生产气油比是保证泵入口气液比较低的关键。

凹壁面切向射流入射角度对液固两相流动的影响

为研究凹壁面切向射流的入射角度对离散颗粒行为的影响,以立式圆筒体为主要结构,分析圆形壁面射流液固两相流动。运用数值模拟对离散颗粒运动轨迹、颗粒分布、压力、切向速度、停留时间等参数进行分析计算。结果表明:入射角度增加,离散颗粒扩散角收缩,β=0°时离散颗粒扩散角为5.0°,β=45°时扩散角仅为1.5°。随着入射角度的增加,入口处静压力和颗粒切向速度分布变化不大,但粒径小于0.4 mm颗粒的最大和最小停留时间明显下降。该研究提供了液固两相凹壁面切向射流中颗粒行为影响的基础数据,为相关设备的结构设计提供参考。

柱状气液分离器入口结构数值模拟及试验研究

入口结构决定着进入柱状气液旋流分离器的气-液分布及初始切向入口速度大小。对4种入口结构形式的柱状气液旋流分离器(GLCC)的分离性能进行了数值模拟和试验研究,并将模拟结果与试验结果进行对比。模拟时考虑了入口结构形式、气体体积分数和压力降对GLCC分离性能的影响。分析结果表明,入口结构对GLCC内部气液分布具有决定性作用,具有明显压力梯度的入口结构有助于改善旋流腔内气液分布;渐缩截面型入口有助于GLCC内部形成0速度分界面,0速度分界面的形成有利于降低GLCC溢流口的气体含液量,减少短路流,提高GLCC的综合分离性能。

溶液除湿系统除湿性能实验研究

基于正交试验设计方法,对入口溶液质量分数、入口溶液温度、入口液气比、入口空气含湿量、入口空气温度这5个因素对出口空气含湿量的影响进行了实验研究。结果表明,除湿量受前4个因素的影响较显著,受入口空气温度影响较小;入口液气比较小时,除湿量随入口液气比的增大而增大,但当入口液气比大于1.5后,除湿量几乎不随入口液气比的增大而变化;对单位除湿量的影响程度由大到小为:入口空气含湿量、入口溶液质量分数、入口溶液温度、入口液气比、入口空气温度。

色谱法测定异丁烯中的二甲醚等含氧化合物杂质

采用CP-PorabondQPLOT(0 32mm×25m×5μm)毛细管色谱柱对异丁烯中的二甲醚等含氧化合物杂质进行了气相色谱方法研究。结果表明,该色谱柱能很好地分离异丁烯中的二甲醚等含氧化合物杂质;使用液相进样阀液态直接进样保证了试样的代表性。该方法是一种快速、准确、安全地分析异丁烯中二甲醚等含氧化合物杂质的方法。

气井中涡流工具携液携砂效果模拟

为了解涡流工具同时携液携砂时流体的流动规律、压力分布、携液携砂效率、影响因素以及工作特性,对流体在涡流工具中的流动进行仿真模拟。对不同结构参数螺旋叶片的槽宽和槽深进行了组合,并对其作用效果进行仿真模拟,得到了涡流工具同时携液携砂的优化结构模型。分析了不同入口速度、气液比、砂粒直径下涡流工具对固相和液相的携带作用。结果表明:气井出水有利于气井携砂,气井含砂会影响涡流工具对液体的离心作用,但对气井的携液能力影响不大;相同工况下,液体更容易被携带流出;入口速度越大气井携液效果越好,入口速度变化对气井携砂的作用呈不规律变化;涡流工具可以降低气井携带固液两相的临界流速;砂粒直径越大涡流工具对固体和液体的携带作用均越小。

分流沉积的井下进液器及其在措施管柱中的应用

单流阀作为分层注水、分层调驱、防污染等管柱底阀时,往往存在上部固相颗粒无处沉积并卡死阀球的现象,造成措施管柱失效。为此,研制了具有侧向进液、分流沉积通道、单向球弹簧扶正等机构的分流沉积井下进液器,该进液器具有侧管进液、分流通道沉砂、阀球不易砂卡等功能,与措施管柱组合,能够起到卡封管柱的侧向进液、分层注入管柱的反洗井、分层调驱和防污染管柱的固相颗粒沉入下部尾管的作用,提高了措施管柱的可靠性,增强了措施管柱在出砂、斜井条件下的适应性。

基于双进双出流径液冷系统散热的电池模块热特性分析

选取双进双出流径液冷系统作为研究对象,采用试验的方法,对2并12串的电池模块热特性进行分析,结果表明:室温下,液冷系统的散热性能并不是随进液流量增大而改善的,而是呈现先提高后降低的趋势,进液流量为450L/h时满足最佳散热要求,同时也具有最佳的散热效率;电池模块中部间隙增大4mm时的散热性能同样不是随着进液流量增大而改善的,与原电池模块相比,最高温升和内部最大温差均有所降低,散热性能得到改善;35℃环境温度下,相同进液流量时的电池模块内部温差较室温时变大,可见冷却液温度过多地低于环境温度并不一定会改善电动汽车液冷系统的散热性能,而45℃环境温度下液冷系统的散热性能更差。所得结论为液冷系统散热性能分析提供了参考依据。

LNG接收站BOG管网进液危害分析及应对措施

在LNG接收站开车、运行过程中,BOG管网进液可能导致BOG再冷凝系统停车、LNG储罐超压损坏、火炬火雨等严重后果。对LNG接收站BOG管网的潜在进液点进行了分析,讨论了进液危害及应对措施,并从设计、操作管理等方面提出优化措施,为LNG接收站工程设计、开车预冷、运维等提供参考和实践指导。

采用移动粒子半隐式法的进口流动速度边界模型

针对有限空间、半无限大空间和无限大空间3种开放式流动系统的进口类型,采用无网格移动粒子半隐式法,依据进口附近新增流体变形程度不同的特点建立了相应的进口速度边界模型。通过控制进口流速和添加固体边界来避免模型可能产生的流动不连续和自由面形状不光滑、不规则等问题。基于该模型,在三维情况下模拟实现了两个圆柱形喷嘴的液柱喷射及互击碰撞过程。液柱碰撞在系统的对称面上产生了一层液膜,该液膜在一定碰撞参数下的形状、厚度、鞍部的高度和流场速度分布等信息及其非定常变化过程均可以从计算结果中进行提取和研究。数值模拟结果符合物理原理,模型的建立扩展了移动粒子半隐式法的应用范围,规范了进口模型的科学使用,使计算更加便捷和精确。

进水流量和曝气强度对管式曝气池液相流态及氧传质特性的影响

利用粒子图像测速技术(PIV)和溶解氧在线测试仪对管式曝气池在不同进水流量和不同曝气强度工况下的液相流态和氧传质特性进行了测定。结果表明,管式曝气池在相同曝气强度下,氧转移系数和氧转移效率均随着进水流量的增加而逐渐增加;而在相同进水流量时,氧转移系数和氧转移效率均随曝气强度的增大呈先下降后逐渐上升的趋势。综合考虑理论和实际情况,PIV测量时曝气强度选择0.750m3/h。当进水流量为0.234m^3/h时,管式曝气池上中下3个区域的涡量面积分布最均匀,液相死区最少,说明此时气液两相混合程度最好。因此,管式曝气池的最佳进水流量确定为0.234m^3/h。

离子迁移谱研究进展

本文简要介绍了离子迁移谱的基本原理,对近年来离子迁移谱技术的最新进展进行了较为详细的评述。

软性磨粒流双入口约束流场数值分析及加工试验研究

针对软性磨粒流精密加工中单入口加工装置加工不均匀问题,提出一种基于流体碰撞理论的双入口加工新方法。借助计算流体力学软件,结合剪切输运(Shear stress transport,SST)k-ω湍流模型及Mixture混合模型,分析两种加工装置内磨粒流动力学特性,数值模拟结果显示:单入口加工装置内磨粒流流场固定分布,双入口加工装置内磨粒流流场呈现周期性摆动,提高约束流道内磨粒流流动无序性。加工试验进行35 h后,单入口加工装置加工工件表面粗糙度Ra值分散,工件表面存在严重加工不均匀性;双入口加工装置工件表面各处粗糙度Ra集中且各方向粗糙度值均小于单入口加工装置,表面加工效果均匀。上述研究结果表明:双入口加工装置有效地扰乱约束流道内磨粒流流场,提高磨粒流流动的无序性,改善表面加工质量。

油气混输泵静叶内部流场分析及优化设计

针对某一典型的油气混输泵,以设计工况下泵的增压和效率提升为优化目标,设计了不同进口安放角的静叶,基于FLUENT软件,采用RNG k-ε模型、SIMPLEC算法对装配不同静叶的单级油气混输泵模型进行数值模拟,得出静叶区域内的压力分布,并分析出不同含气率下不同进口安放角的静叶叶型和混输泵增压及效率之间的关系。结果表明:随着静叶进口安放角的增大,混输泵的增压能力和气液混合能力呈现出先增大后减小的趋势,叶片背面产生低速脱流区的起始点逐渐向进口方向移动;较小的进口安放角使得动静叶交界处流速和压力的不均匀性增加。研究结果对混输泵静叶设计及优化提供了理论参考依据。

波纹板气液分离器分离效率测量方法对比

为考虑实验过程中液滴蒸发作用对测量波纹板气液分离器分离效率的影响,采用3种测量方法对双钩型波纹板分离性能进行实验研究。结果表明:3种测量方法得到的分离效率均随入口速度的升高先增大后减小,效率峰值对应的入口速度为8 m/s;称重法分离效率明显低于笔者所提方法和在线检测法,笔者所提方法与在线检测法结果十分接近;液相的蒸发现象随入口速度的增大而变得更加显著,使得称重法分离效率与笔者所提方法和在线检测法相差更大。

四入口液-液旋流分离器分离性能数值模拟

多入口旋流分离器能在入口速度较低的情况下实现传统旋流器在入口速度较高时才能达到的分离效果,同时具有更加稳定和对称的流场分布。为了进一步验证多入口液-液旋流分离器的分离性能以及溢流分流比和入口流速对其分离性能的影响,基于欧拉-欧拉多相流模型,采用群体平衡方程(population balance model,PBM)对四入口液-液旋流分离器分离性能进行了数值模拟。研究结果表明:在入口流速恒定时,旋流器综合分离效率随着分流比的升高呈先上升后下降变化趋势,溢流分流比为0.22时,旋流器综合分离效率达到最高,此时分离效率为95.66%。当溢流分流比为0.22时,随着入口流速的增大,四入口液-液旋流器分离效率呈先上升后下降最后趋于平缓的变化趋势,当流速为10 m/s时,到达油滴剪切破碎临界条件,此时分离效率最高为96.78%。研究结果可为四入口液-液旋流分离器现场应用和适用性提供理论指导。

轴向入口管式脱气器及其数值模拟

介绍了一种应用于分离液相中的气体的轴向入口管式脱气器。运用Fluent软件对其气液分离效果进行了三维数值模拟,结果表明,轴向入口管式脱气器具有良好的气液分离效果,其分离效率随着入口速度和气泡粒径的增大而增大,当气泡粒径大于40μm时,只需较低的入口速度即可达到较高的脱气效率。