节流阀内天然气组分凝结规律研究

节流制冷低温分离工艺是天然气集输过程中常见的脱水脱烃技术,节流凝结过程是天然气露点温度能否达标、工艺系统能否优化运行的关键。基于天然气在节流阀内的凝结过程,建立均质凝结和异质凝结统一的数值模型,研究天然气中易发生凝结的四种烷烃(正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷)组分的凝结规律,分析背压比和总温等因素对凝结性质的影响。结果表明:节流阀内部流场非常复杂,呈现强湍流特性,节流孔内达到极低的温度使烃类组分的凝结在节流孔出口前基本完成。背压比和总温增加会减弱节流温降,使各组分的凝结量和液滴尺寸同时减小。节流过程中各组分的凝结性质存在较大差异。分子量较小的轻烃类组分,节流孔出口凝结量大,且凝结量和液滴尺寸受背压比和总温的影响大。     

窄间隙矩形通道的临界热流密度解析模型

根据窄间隙矩形通道的流道结构特点,参考圆管环状流临界热流密度(CHF)预测解析模型,得到了窄间隙矩形通道内环状流CHF解析模型.该模型可以预测通道间隙不小于0.5 mm的窄间隙矩形通道内发生沸腾两相流环状流时的CHF值.计算表明,当窄间隙矩形通道的进口截面宽高比为25～85时,通道内的CHF值强化比较明显.     

地下水渗流对中深层地埋管取热性能的影响规律

中深层地热能是我国重点发展的可再生能源,中深层地下水渗流会对埋管取热性能和取热可持续性产生重要影响,但其影响规律在长时间、多周期情况下尚不明确。为此,基于自主开发的埋管与地层双向耦合传热解析模型,通过一原位试验井参数,研究了埋管在单个取热期、多取热周期情况下的性能,并通过变化率、降低程度等重要参数定量评估了地下水渗流的影响。研究结果表明：(1)单个取热期中,地下水渗流对埋管出口温度和取热功率的增幅作用在取热初始时刻很小,随着运行时间累积而增长;(2)单个取热期中,当试验井中达西速度大于3×10^-7 m/s时,含水层中的局部降低程度才低于无含水层,此时增强了局部取热可持续性;(3)多周期取热时,在各个达西速度下,取热期瞬态阶段的取热性能随运行年限的降低程度要高于取热期稳定阶段;(4)多周期取热中达西速度在4×10^-7 m/s以上时局部降低程度近似为0,此时每年取热期的取热性能维持不变。结论认为,建立的中深层地埋管与地层双向耦合传热解析模型,分析了埋管取热性能随地下水渗流速度的变化规律,为我国中深层地热能的开发利用奠定了基础。     

烟气脱汞技术研究进展

烟气脱汞技术包括吸附剂法、化学氧化法和利用现有设备与技术控制汞排放法3种.吸附剂法是目前最成熟的一种烟气脱汞技术,常用的脱汞吸附剂有活性炭类吸附剂、飞灰、钙基吸附剂、矿物类吸附剂以及各种新型吸附剂;化学氧化法主要包括光催化氧化、金属及金属氧化物催化氧化和选择性催化还原法等,是利用氧化剂或催化剂将烟气中的Hg0氧化成Hg2+后,再进行脱除;利用现有的袋式除尘设备能除去烟气中的Hgp,静电除尘器不但能除去Hgp,还能有效氧化吸附Hg0;湿法脱硫技术可去除Hg2+.     

气液两相流确定性混沌分析

采用确定性混沌理论研究了空气 水两相流压力和压差信号的重构相空间、吸引子不变量的规律。结果表明 ,气液两相流是 1个低维混沌动力学系统 ,各流型间的非线性动力学特性不同。气液两相流的吸引子不变量 ,如Hurst指数、关联维数和Kolmogorov熵等都与流型关系密切。在多数流型内参数波动具有持久性特征 ,首次发现了高气速环状流区的反持久特征。     

基于单V锥节流装置的湿气气液流量在线测量

提出采用两相质量流量系数对V锥节流装置湿气测量误差进行修正,试验研究洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数以及气液密度比对V锥节流装置两相质量流量系数的影响规律。V锥节流装置的节流比为0.55,试验介质为压缩空气和水,气液密度比为0.002 445~0.006 083,气体密度弗鲁德数为0.3~2.0,洛克哈特-马蒂内利参数为0.01~0.34。结果表明,两相流量系数随洛克哈特-马蒂内利参数增加而线性增大,同时还受气体密度弗鲁德数和气液密度比的影响。获得了两相质量流量系数与洛克哈特-马蒂内利参数、气体密度弗鲁德数和气液密度比的定量关系,建立湿气流量测量的半经验关联式。利用V锥节流装置前后锥体对湿气具有不同的差压响应特性,获得了其差异性的影响规律,建立单节流元件双差压的湿气气液流量双参数测量方程。在试验范围内,测得的气相质量流量相对误差小于±5.0%,平均误差为2.2%;液相质量流量相对误差小于±20.0%,平均误差为9.8%。该方法具有系统简单、成本低廉、精度较高的特点。     

气泡从浸没孔中生成与上升的数值模拟

应用改进的Level Set方法和Navier-Stokes方程，结合ALE数值算法，三维模拟了常流量下气泡在静止黏性液体中从浸没孔中生成与上升的过程。考察了气泡在两种不同的黏性液体以及在单孔和多孔条件下的生长过程。模拟结果与实验观测定性相符。数值试验表明，改进的Level Set方法改善了气泡的容积守恒性。模拟结果显示，在不同的黏性液体中单孔气泡的生成行为很不相同，在Paratherm传热流体中生成的气泡直线上升，而在水中则是盘旋上升；多孔气泡的生成不同步，气泡的尺寸及空间分布极其不均匀。     

油气水多相流流型在线识别仪

基于油气水多相流混合物在管道内流动时的流体压力和压差信号,经特征提取和模式识别的方法实现了油气水多相流流型的在线识别。具体介绍流型识别的基本原理,仪器的硬件结构和软件的设计方法。     

垂直上升管内泡状流压力波传播

研究了垂直上升管内气液两相泡状流压力波的传播速度和衰减规律,为了提高压力波测量精度．实验中设计了不影响两相流动结构的调频式压力扰动装置．实验结果表明,随着含气率的增加,泡状流中压力波波速开始陡降,当含气率大于0．05以后波速缓慢下降;衰减系数随含气率的增加连续增加：工质的流速对压力波的传播没有影响;压力波的传播速度及其衰减与扰动频率有关．随着扰动频率的增加,波速及其衰减都增加本文实验验证了泡状流压力波色散特性的临界频率现象．即高于临界频率．压力波的色散特性消失．在本试验条件和参数范围内．临界扰动角频率为300Hz．