柱状旋流器在油水分离领域的研究进展

柱状旋流器在油水预分离工艺中有着巨大的发展潜力。在对国内外的研究现状及相关文献广泛调研的基础之上,对柱状旋流器技术的发展现状、目前已有设备的主要形式及参数、装置内部旋流流场、影响柱状旋流器分离效率因素以及该技术在油水分离领域的发展趋势进行了分析。分析结果表明:针对柱状旋流器内部流场中压力以及速度的规律探究已经较为成熟;柱状旋流器入口结构、入口位置、长径比等结构参数以及溢流比、加速度比等操作参数对其分离效率有着显著影响。最后提出了柱状旋流器在油水分离领域的发展建议。     

降低原油沉降脱水热能消耗的研究

提高沉降脱水温度,可以加快原油沉降脱水速度,缩短流程;增加设备和延长处理流程,利用长时间的沉降,也可以达到原油脱水的目的。提高脱水温度,加热能耗增加;长时间沉降中热量散失,需要加热来保持温度,也消耗能量,在设计和运行中还没有优化脱水温度和沉降时间以获得最佳运行状态的方法。本文通过对常规原油沉降脱水数据的分析,得到了脱水效果相同的沉降时间与沉降温度间的等效关系。利用等效关系,提出了原油沉降脱水热能消耗的计算方法,并且对加热量、散热量和总的热量消耗进行了计算,结果表明延长脱水的时间,降低脱水温度,有利于降低脱水热能消耗。     

高压交流电场中单液滴变形度影响因素

采用不同的白油和水为实验介质对高压交流电场作用下单液滴的变形特性进行了研究。研究了电场强度、油品黏度、界面张力以及液滴直径等因素对液滴变形度的影响规律,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对单液滴的变形规律进行了观察和分析。结果表明：液滴变形度主要受电场强度、液滴直径以及界面张力等的影响。与电场强度的N（1.7<N<2.4）次幂呈正比;与液滴直径近似呈线性关系;界面张力较低时,液滴更容易变形。油品黏度对液滴变形度没有明显影响。在变形度较小时,离心率和Weissenberg数具有较好的一致性,但We不适用于变形度较大的情况。     

旋流分离器流场模拟研究方法优化选择

对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析. 通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-e模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体网格划分方案的预测结果更精确;二阶迎风格式的模拟精度并不一定比QUICK格式的模拟精度差,在分离器结构设计及网格划分较复杂的情况下,推荐使用二阶迎风格式;在PISO算法的非稳态计算条件下,收敛残差量级可达10-6以上. 优选的流场模拟研究方法可用于分离器流场分析及指导分离器工程设计.     

直接还原碳化法制备超细WC粉体研究

采用直接还原碳化法, 以偏钨酸铵(AMT)和炭黑为原材料, 在N₂气氛中制备出超细WC粉末。对不同温度下反应产物进行XRD、SEM以及化学成分分析, 结果显示:含钨相逐步由AMT向WO₃, WO_2.72, W, W₂C转变并最终生成完全渗碳的WC粉末; 1 150 ℃下反应2 h可得到化合碳含量为6.09%的超细WC粉末, 粒度为0.3 μm, 比表面积为2.285 m²/g。对反应过程及机理进行了分析探讨, 结果表明:碳化温度应高于981 K, 反应产生CO, 降低CO分压有利于碳化反应的进行。     

基体负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响

采用真空多弧离子镀技术,使用Cr30Al70(原子分数)复合靶,在不同的基体负偏压下,在不锈钢基体上制备了一系列CrAlN涂层;采用能谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、粗糙度仪、显微硬度仪、摩擦磨损试验机和划痕仪等系统分析了涂层的成分、表面形貌、相结构、粗糙度、显微硬度、摩擦磨损性能和界面结合性能。结果表明:随着负偏压的增大,涂层中x(Cr)/x(Cr+Al)的比值先增大后减小,当负偏压为150V时,该值达到最大,并与靶材成分接近;基体负偏压为200V时,涂层的表面粗糙度最大,涂层结晶度、硬度最佳,晶体相为固溶铬的面心立方AlN;涂层的摩擦磨损性能不仅与涂层的表面粗糙度相关,还与涂层非晶相中铝元素的含量以及涂层的内应力大小密切相关;界面过渡层制备工艺相同时,基体偏压对涂层和基体之间的界面结合性能影响较小。     

新型静电聚结器中水滴聚结特性研究

传统电脱水器采用裸电极,含水率较高时在高强电场作用下容易发生击穿现象,今设计了包覆绝缘层的高压电极并加工了新型静电聚结器,可有效避免击穿现象的发生。采用水/原油乳状液为实验介质,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行了观察和分析,探索了电场强度、流量、含水率等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;含水率为10%、20%、30%时,最优电场强度不同,分别是372、320和204 kV m 1;含水率10%和30%乳化物液滴粒径增大倍数明显大于含水率20%的工况;电场作用时间影响液滴聚结效果,高强电场在低流量下具有很显著的作用;随着流量的增加电场作用降低,但高强电场在高流量下依然使液滴粒径明显增大。     

高压交流电场中单液滴振荡特性实验

 以白油和水为实验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对高压交流电场(AC)作用下水滴在油中的振荡特性进行了研究,考察了电场强度、频率、油品黏度、介电常数、油-水界面张力以及液滴直径对液滴伸缩变形幅度的影响。结果表明,交流电场作用下液滴变形度呈周期性变化,且变形度变化频率是电场变化频率的2倍;液滴变形度主要受电场强度、液滴直径、油-水界面张力等因素的影响,而液滴伸缩变形幅度受电场频率、油品黏度和油-水界面张力的影响明显;在50~300 Hz的交流电场中,电场频率越大、油品黏度越高、油-水界面张力越低,液滴的伸缩变形幅度越小;电场强度和直径对液滴伸缩变形幅度的影响不明显。     

电子束物理气相沉积YSZ热障涂层研究

热障涂层陶瓷面层常用的材料为6%～8%(质量分数)Y2O3部分稳定的ZrO2(YSZ).利用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)制备了YSZ热障涂层,并对其显微结构、相组成进行了分析.结果表明,YSZ涂层具有典型的EB-PVD制备涂层的柱状晶结构,相成分为t/t'相.     

原油沉降脱水工艺成本效益分析

在油田地面工程中,温度、加药量和沉降脱水时间是影响原油沉降脱水效果的主要因素。因此,为达到节能降耗以及降低生产运行成本的目的,需要对沉降脱水温度、沉降时间以及加药量进行定量优化研究。论述了原油沉降脱水试验的试验方法及试验结果,通过对试验结果的分析,得出不同加药量条件下脱水效果相同时沉降时间与沉降脱水温度间的等效关系,并对沉降脱水过程中的热能消耗及运行成本进行了分析计算。结果表明:延长沉降脱水时间,降低脱水温度,减少加药量,有利于降低原油沉降脱水的运行成本。