A New Experimental Rig of Testing Flow Boiling Heat Transfer of Refrigerantand Lubricant Mixture

This paper proposed a new experimental rig of testing flow boiling heat transfer of refrigerant and lubricant oil mixture. The quantity of oil in the test section can be controlled and regulated conveniently and accurately by connecting separate lubricant oil circuit with test section in parallel. It was built up by retrofitting a multiple air-conditioner and installing three oil-separators in serials at the compressor outlet. And so the lubricant oil in the discharged refrigerant gas of compressor can be removed completely.The refrigerant flow rate through test section can be bypassed by the by-path circuit of indoor unit.This experimental rig has advantages such as on-line and continuous oil injection, short time of obtaining stability, flexible operation, simple control, which lead to high efficiency in the research of flow boiling heat transfer of refrigerant and lubricant oil mixture.

Identification of Heat Transfer Coefficients by Use Conditions of Quenching Oil

Heat transfer coefficients of the quench medium are necessary for heat-treatment simulation. Cooling characteristics of quenching oil vary with kinds and usage greatly. Users are selecting oil solutions that come up to their desired hardness and quenching distortion requirements. In particular cooling performance rises by agitation and decompression. Therefore we identified a heat transfer coefficient by usage and kinds of quenching oil. Cooling characteristics are different greatly by a kind of quenching oil. A difference of a cooling characteristic by a kind of oil depends on a temperature range of a boiling stage and the maximum heat transfer coefficient mainly. On the other hand, in a convection stage, there are few changes in a boiling stage. Even if quenching oil temperature is changed, heat transfer coefficients do not change greatly. When quenching oil stirred, heat transfer coefficients of vapor blanket stage and a convection stage rise, but there are a few changes in a boiling stage. When quenching oil is decompressed a temperature range of a high heat transfer coefficient moves to the low temperature side. In addition, a heat transfer coefficient in a vapor blanket stage comes down. For precision improvement of heat-treatment simulation, it is important that the heat transfer coefficient is calculated in conformity to the on-site use reality.

Magnetic Oil Thermal Behavior under Electromagnetic Induction for Energy Efficient Heating System Design

This study describes thermal behavior of magnetic lubricant oil under electromagnetic induction. Experimental set up include oil pump, oil tank, induction heating unit, and heat exchanger. It is a closed loop system where the oil pump circulates oil through oil tank to the system, at the same time induction heating unit heats up to the heat exchanger where the lubricant oil thermal behavior is examined. The unit has been largely studied and tested both magnetic and regular motor oil in a laboratory environment and promising results have been obtained for an actual indoor floor to space heating system design.

动态热条件下原油罐储维温过程主要影响因素分析

掌握原油罐储维温过程主要影响因素,对原油库实现节能降耗目的起重要作用。在建立动态热条件下含蜡原油罐储维温过程三维理论模型的基础上,提出了加热盘管空间结构、周向效应对罐内对流传热的影响,划分了内、外因素影响区以及过渡区域;采用多元非线性回归的方法,建立不同季节边界位置主控影响因素模型,定量表征了罐边界油温与内、外因素之间的作用机制。结果表明:罐内大涡结构受无加热盘管区域局部湍涡影响,导致大涡结构向无盘管区域发生偏移。罐底低温区域受盘管周向效应影响较大,罐顶边界油品受内外因素影响大,形成最大厚度1.79 m的外界环境影响区;罐壁受保温层影响,只形成了内部维温热流影响区;冬季罐底形成了0.13 m的外界土壤影响区。

深层环境下固井水泥水化放热特性及井周温度场演化规律研究

塔里木盆地已建成我国最大的超深层油气生产基地,深层环境会对水泥水化放热特性产生一定的影响,研究深层环境下水泥水化放热及传热特性对明确井周温度场演化规律至关重要。文章首先根据现场实测资料建立了塔里木油田近井和远井地层温度方程,根据不同地层深度的温度分布情况,开展了不同温度下G级水泥水化放热实验,基于Krstulovic-Dabic(K-D)经典水化动力学模型,结合水泥成核结晶与晶体生长、相边界反应以及扩散三过程反应特征推导了不同温度下水泥水化放热预测曲线,进一步推导了套管-水泥环-地层热传导模型,并将放热曲线作为热源代入到有限元模型中,得到了不同井深的套管与水泥在水化放热与高温地层的共同作用下温度场的变化情况。研究结果可为下一步分析有限局部空间的温度场变化对地层压力和套管变形影响提供技术支持。

基于不同接箍形式的隔热油管传热特性模拟分析

热力采油方法是稠油开采的主要方式之一,在注蒸汽热采过程中,隔热油管可以有效减少井筒径向传热损失;常规隔热油管使用一段时间后,热损失明显增加,如何改进隔热油管结构,降低注汽过程热损失,需要进一步研究。基于常规隔热油管,提出了2种改进隔热油管结构:接箍处含隔热衬套油管和直连式隔热油管;在对3种隔热油管物理结构分析基础上,建立了热损分析模型,根据所建模型,利用COMSOL软件进行了模拟计算分析,给出了3种隔热油管结构的温度分布和热损失变化特性,并进行了对比分析。结果表明:接箍处含隔热衬套油管热损失最小,直连式隔热油管热损失适中,建议对普通隔热油管接箍采取保温措施。本研究为注蒸汽热采过程减少热损失、提高稠油采收效果提供一定支撑。

油滴与高温固体壁面碰撞的流动与传热及飞溅特性

考虑油滴(油膜)/固体壁面接触角动态变化和油液热力学特征参数受温度影响,基于流体体积法建立了油滴与高温固体壁面碰撞的三维流动与传热数值计算模型,通过试验验证了数值计算模型的正确性。基于数值计算模型,分析了油滴碰撞高温固体壁面后的流动与传热及飞溅特性,以试验和数值计算结果为基础,建立了描述油膜铺展/飞溅临界判据。结果表明:油滴碰撞高温固体壁面后的状态与碰撞条件有关,破碎、飞溅有利于油膜的铺展流动;二次油滴是油膜边缘破碎产生的油带断裂而成,大直径二次油滴分裂为小直径油滴;随油膜铺展进程,壁面平均热流密度增大,而油膜的径向热流密度则逐渐减小;增大碰撞速度、油滴直径和润滑油温度,有利于油膜的破碎与飞溅,二次油滴数量和下飞溅角均随之增大。

稠油采出流体余热回收流动传热特性

为回收稠油热采生产的井口流体余热,采用数值模拟方法,研究稠油井口采出流体在矩形流道内的流场与温度场,分析不同参数对流动传热特性的影响规律,得到流动压降及传热系数计算式。结果表明:不凝气质量分数影响最大,随着不凝气质量分数增加,热交换器传热性能降低,流动阻力增大;当不凝气质量分数>10%后,流动传热特性几乎不再受其影响;进口采出液流速增加、通道水力直径减小,传热性能变强、流动阻力变大;进口温度升高使冷凝段长度降低,热交换器整体压降降低。

光热发电导热油泄漏在线检测方法研究

针对光热发电导热油泄漏检测指标需求,基于MOS气体传感器技术提出了一种光热发电导热油泄漏检测方法,并通过实验验证了该方法的可行性。采用MOS气体传感器,通过气体改变金属氧化物涂层上的电子浓度,建立导热油检测数学模型,针对采集数据的非线性、非平稳特点,分别采用小波变换、快速傅里叶和希尔伯特黄3种降噪算法对MOS传感器输出信号进行降噪处理。实验结果表明:该检测方法在响应时间为8 s时,达到稳定测量值90%、检出限小于20 ppm,且稳定性好,测量精度高,达到了系统的设计要求。

高压蒸气换热器在聚酯装置中的应用

聚酯生产所需的热量传递是通过有机热载体强制循环来完成。目前主流的导热油加热系统是将导热油直接加热,通过高温油泵进行强制液相循环,将加热后的导热油送到用热设备,换热完成后再由用热设备循环至锅炉区再加热,形成一个完整循环的加热系统。普通的燃煤锅炉的能源利用效率仅有80%~85%,未被充分利用的热量往往造成了能源浪费。通过配置耐高压换热器,利用高压水蒸气对循环的有机热载体供热,将导热油顺利地加热到325~330℃,替代厂区内原有的锅炉加热有机热载体,此方式具有换热效率高、日常维护少及运行稳定等诸多优点,可为相关的研究提供一定的借鉴。

导热油和熔盐作为加热媒介的探讨分析

工业生产中加热媒介的选择需要考虑可控性、经济性和安全性,其中导热油和熔盐作为优异的加热媒介,如何选择则需要根据具体工艺条件确定。本文主要从可控性、经济性和安全性三个方面对导热油和熔盐进行对比分析,确定各自作为加热媒介的适用性。

炭素挤压机导热油系统的设计与研究

电极挤压生产时,炭素挤压机各个热工作部件(压头、料室、型嘴)都需要保证在一个合适的、精确的温度范围内,才能保证挤压电极产品的质量。新型加热控温技术采用每一个热工作部件都对应一套独立的导热油装置,每个导热油装置都包括油箱、油泵、加热装置、检测装置等,通过调整控制导热油的温度来控制各个热工作部件的温度。每一个加热零部件上安装热电偶,用于检测零部件温度,每一套独立的导热油装置都与挤压机主机PLC相连。该导热油系统优点是温控精确、节约能耗、易于维护。

油冷却器及热虹吸油冷却系统设计

热虹吸油冷却系统被广泛应用于螺杆式压缩机组,为更好地指导热虹吸油冷却系统设计,本文采用HTRI对热虹吸油冷却系统和管壳式油冷却器进行设计计算,搭建热虹吸油冷却系统测试试验台,并进行试验验证。结果表明:利用HTRI计算油冷却器换热量的误差为4.6%,计算压降的误差为3.6%;随进液管内径和回气管内径的增大、静压头的升高,油冷却器的换热量逐渐增大,但是换热量的增大幅度逐渐减小。

燃气导热油锅炉房的设计探讨

通过对燃气导热油锅炉房的火灾危险性类别划分、是否属于明火地点、爆炸区域划分这三个问题进行探讨,指出导热油锅炉房火灾危险性划分与采用的设计标准及导热油工况有关;导热油锅炉房属于明火地点;锅炉间是否划分为爆炸危险区域取决于导热油的工作温度。分别从总图、工艺及管道、电气、自控、土建等方面对燃气导热油锅炉房的安全设计要点进行了总结。锅炉房的准确设计,能够从源头上预防和减少安全事故、提升锅炉房的本质安全水平。

某海上平台原油入罐温度高原因分析及处理措施

某海上生产平台处理油田生产出来的原油并储存至合格油罐,通过外输油轮靠泊外输方式外输原油。随着油田大泵提液及油井含水的上升,生产处理平台生产流程出现瓶颈,其中进入原油储罐的原油温度大大提升,长期高于设计的入罐操作温度,加大了平台原油储罐的运行风险。为降低原油入罐温度,平台对入罐温度高的原因进行分析并针对性的提出了一些处理措施,取得了良好的效果。

基于动态规划的原油管道运行能耗优化技术研究

随着管道老化和站内设备劣化,原油管道整体能耗呈逐年上升趋势。在考虑泵状态、加热炉状态、变频器状态、泵转速、加热炉功率、节流阀压降等决策变量的基础上,建立了以总运行费用最小为目标函数的原油管道运行能耗优化模型,结合总传热系数和水力摩阻系数修正值,采用动态规划算法对最优运行方案进行求解。结果表明,参数修正后,进站温度的平均相对误差为3.41%,进站压力的平均相对误差为3.60%,满足后续优化需求;水力优化结果考虑了沿程站场电价的影响,站内节流阀均保持常开,说明站间没有剩余压力浪费;热力优化结果保证了进站温度均高于原油凝点2~5℃,没有剩余进站温度浪费;总运行费用较优化前降低了12.4%,经济效益明显。研究结果可为原油管道节能运行方案的制定和实施提供理论依据。

大功率水冷螺杆空压机换热分析与研究

功率为315 kW及以上的螺杆空压机在运行时会释放出大量的热量,为保证螺杆空压机的稳定运行,根据热力学第一定律及对流换热公式,通过对大功率水冷螺杆空压机热量分布及传热过程进行分析与研究,给出了螺杆压缩机组其冷却系统的设计计算方法:包括空压机的循环喷油量,油冷却器换热面积,后冷却器换热面积,冷却水进出水温度,冷却水塔换热参数,冷却水泵流量与扬程等参数进行了分析与计算,能够为大功率水冷螺杆空压机冷却系统的设计提供了较好的指导意义。

Calculation on inner wall temperature in oil-gas pipe flow

Based on the energy equation of gas-liquid flow in pipeline,the explicit temperature drop formula for gas-liquid steady state calculation was derived.This formula took into consideration the Joule-Thomson effect,impact of terrain undulation and heat transfer with the surroundings along the line.Elimination of temperature iteration loop and integration of the explicit temperature equation,instead of enthalpy energy equation,into the conjugated hydraulic and thermal computation have been found to improve the efficiency of algorithm.Then,the inner wall temperature of gas-liquid flow was calculated by using explicit temperature equation and inner wall convective heat transfer coefficient of mixed flow which can be obtained by liquid convective heat transfer coefficient and gas convective heat transfer coefficient on the basis of liquid holdup.The temperature results of gas-liquid flow and inner wall in the case example presented both agree well with those in professional multiphase computational software OLGA.

稠油油藏CO_(2)与化学剂协同强化蒸汽驱机制

为解决单一注蒸汽开发技术难以突破在稠油深部的携热运移问题,提出加入CO_(2)与化学剂协同辅助注蒸汽开发技术。该技术不仅可降低蒸汽无效散热,还能扩大蒸汽携热运移距离。同时,以CO_(2)辅助蒸汽热采并用于稠油开发的方式可有效捕获和封存CO_(2),有助于控制温室气体排放。结果表明:CO_(2)与化学剂注入后能够吸附在蒸汽冷凝介质表面形成隔热膜,阻碍蒸汽与传热介质间的热交换,“缓释”蒸汽热量,增加蒸汽携热运移距离,从而起到动用深部地层原油的目的;CO_(2)与化学剂协同作用下,蒸汽热损降低了5.48%,采收率提高了14.5%;研究结果可为气体与化学剂辅助蒸汽驱开发方式的优化提供理论指导。

天然气发电工程用双温位导热油供热系统工艺模拟

为研究导热油热物性对供热系统运行和工艺设备选型的影响,采用HYSYS工艺软件模拟了天然气发电工程用双温位导热油供热系统。对导热油供热系统的调控过程进行了阐述,分析了流量和温度的调控对系统设计及运行过程的影响。结果表明,双温位导热油供热系统中,导热油热物性对系统设备选型有明显的影响。高低温循环“独立”设计和运行,可避免单循环系统热油泵选型与运行的大功率和大流量。双温位热油供热系统节约工程投资,节能效果显著。