孔板型空化装置处理油田污水的初步试验研究

针对油田开采后期,污水成分复杂且各种常规水处理方法都有其局限性的问题,提出了水力空化技术用于污水处理的设想。利用空化的化学效应,采用4种不同结构的孔板,建立了水力空化污水处理系统,对油田现场污水水样进行了尝试性的试验研究。分析了相同作用时间下,各孔板结构的空化数以及入口压力对水样COD去除率的影响,结果表明,空化数为0.65～0.85时,污水COD的去除率较佳;当有效过流面积与管截面积的比值拉近0.12时,可以在较低的入口压力下得到相对较高的COD去除率;孔板装置对降低油田污水COD含量具有一定的促进作用,但去除率并不高。研究结果对分析水力空化技术作为油田污水辅助处理技术的可行性,具有一定的参考价值。     

限流孔板在精对苯二甲酸装置中应用

限流孔板结构简单 ,易加工制造 ,安装方便。在保证工艺需求的前提下 ,如果能够使用限流孔板来代替阀门或调节回路进行限流、降压 ,则可降低装置投资、优化操作并减少维护。洛阳化纤精对苯二甲酸装置采用的是美国阿莫科公司的工艺技术 ,限流孔板在其工艺上得到了较广泛的应用。1　工作原理限流孔板可作为流量测量元件和节流元件来限定流量和降低压力。对于一定的孔径 ,在一定范围内 ,流经孔板的流量随着孔板前后压差的增大而增大。当压差超过临界压差时 ,流体通过孔板缩孔处的流速达到音速 ,这时 ,无论压差再如何增加 ,流经孔板的流量将维持…     

角形空化喷嘴内外流场的数值模拟

为研究角形空化喷嘴对空化射流空化效果的影响,建立了空化喷嘴内外流场的数学模型和物理模型。利用流体力学模拟软件FLUENT,采用混合模型、空化模型和RNGκ-ε湍流模型对角形空化喷嘴的空化射流内外流场进行了数值模拟。以射流流场中含气率分布为判断喷嘴产生空化效果的依据,分析了直柱段直径、入口压力、围压对射流空化效果的影响。模拟结果表明:相同喷嘴入口压力条件下,直柱段直径越大,射流空化效果越好;增大喷嘴入口压力可以提高射流空化效果,但围压的存在会抑制空化泡的产生,不利于提高空化效果。数值模拟结果可以为空化射流的产生提供指导。     

孔板流量计计量精度数值模拟研究

孔板流量计使用过程中其计量误差会逐渐变大。为研究孔板流量计计量精度影响因素,选用SST k-ω湍流模型对孔板流量计孔板前后流场变化情况进行了数值模拟分析,SST k-ω湍流模型更适合对流减压区流场计算,通过模拟实验确定了孔板流量计最佳取压位置,并定性分析了取压孔位置对计量精度的影响。在实验条件下,孔板节流前后引起的温差使计量精度产生0.067 52‰的误差;孔板开孔直角入口边缘尖锐度变钝会导致孔板前后流场发生较大变化,节流前后压差降低,导致流量计计量值小于真实值,因此孔板流量计使用一段时间后必须测试孔板锐度,必要时应更换孔板,以免影响计量精度。     

旁通转子流量计的设计计算

为了在就地仪表上直接读出流量,工业上常用旁通转子流量计(即分流式流量计)测量孔板的压差(如图1)。因转子流量计指示的流量和主管中的流量呈一定的函数关系,故主管流量可以通过转子流量计指示出来。这种流量计包括:节流装置(可产生和主管流量相应的压差);旁通管(在其中产生与主管流量大小有关的流量);转子流量计(测量旁通管的分流量,应以主管流量刻度)和恒节流孔板(以维持差压平衡)。其结构简单、价格低廉、指示直观、具有一定的精度,可就地测量各种液体、气体、蒸汽的流量。     

并联孔板计量装置流量动态重分配规律研究

管输天然气多采用并联孔板计量装置进行计量，但定期清洗时，孔板提到上腔后，必然导致管路中流量动态重分配，产生计量误差，直接影响企业的经济效益。目前尚无针对流量动态重分配造成计量误差的主要影响因素及补偿方法的定性、定量分析研究，为此基于计算流体力学基本原理，应用Fluent软件构建了并联孔板计量装置内流场三维模型，分析了孔板周期清洗时的流量动态重分配规律。研究结果表明：1)流量补偿系数与压力、温度无关；2)相同孔径孔板流量计并联时补偿系数随总气量、管径、相对密度、并联管道数的增加而增大，随直径比的增加而减小，其中直径比是主控因素；3)不同孔径孔板流量计并联时补偿系数随总气量、管径、相对密度的增加而增大，随并联孔径比的增加而显著减小，其中并联孔径比是主控因素。依据研究结果构建了流量补偿系数修正方程，经现场测试，计量偏差显著降低，大大减少了因计量不准确带来的潜在利润流失。     

锥形入口孔板流量计算

锥形入口孔板的加工比较方便。适用的最小雷诺数很低,而且雷诺数最小与最大值之间的范围很宽,可能对测量高粘度流体来说要比1/4圆喷咀优越。并易于制造。锥形入口孔板在1964年首次引入英国标准B.S.1042第二版第一篇中作为英国国家标准内容许使用的标准节流装置。可以认为英国标准中所提供的数据是比较可靠的。但是这种节流装置在其他国家中尚未见有文献报导,可能还研究得不够多。因此只能以B.S.1042为准。锥形入口孔板,用角接取压,结构见图1。锥形与中心线之夹角为45~0±1_0。     

高压差微小流量调节阀的设计与仿真

针对高压差(大于10MPa)、微小流量(CV<0.1)工况条件下,调节阀的闪蒸、空化容易造成阀芯振动、阀杆断裂、密封面冲刷、噪音大等问题,设计了一种微小流量调节阀。采用孔板节流与多级降压相结合,实现级间压降平稳分布,有效降低了闪蒸、空化及密封面冲刷。通过理论计算,确定阀内件的关键尺寸。运用CFD软件进行阀内流场的数值模拟,数值模拟及流量试验的数据表明,理论计算较为准确,数值模拟可靠。     

基于FLUEN的双台阶水平井水嘴选择方法研究与应用

为了实现超深双台阶水平井分层注水工艺中的水嘴快速、准确选择,提出一种基于FLUENT的水嘴选择方法,采用FLUENT软件对配水器通道压降、不同孔径、不同流量下的水嘴压降进行模拟,形成孔径、流量、压差数据库,然后采用无量纲化处理方法建立水嘴三参数单曲线拟合公式,摒弃水嘴流通系数影响,实现已知过流量、压差,准确计算水嘴直径。现场2口双台阶水平的应用结果表明,该方法可快速准确完成配水器水嘴选择,一次选择成功率100%、单层配水精度提高了6倍,该项水嘴选择方法适用于井下所有圆形孔板类水嘴的选择。     

特殊限流孔板在天然气化工项目中的应用

针对流体流经限流孔板,当差压大于某一临界值时,会形成一种流量保持为常数的阻塞流的特性。阐述了当下游系统出现故障时,限流孔板通过限制最大流量起到保证系统安全的作用。讨论了限流孔板的孔径、厚度以及孔板入口的尖锐程度对阻塞流产生的影响,给出最大流量计算公式,并结合天然气化工项目列举了应用实例。