重力分离器聚结构件数值模拟及优化研究

使用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和多项混合算法对不同入口分散相粒径和不同构造聚结板的分离器内部流场进行了三维数值模拟,对比通过聚结板前后油水浓度分布以确定分离器有效处理分散相颗粒的粒径范围;同时在尺寸为384mm×20mm×1800mm的分离器上更换4种不同材料与流道形状的聚结板进行了分离特性研究,得出了影响聚结板分离特性的因素和处理分散相粒径的范围,选出适于本分离器的聚结板;通过对比实验数据评价不同聚结板下分离器的聚结分离效率,提出了不同工况下选取聚结构件的依据。     

紧凑型静电聚结器聚结构件结构优化

采用两种不同结构的聚结构件进行室内实验,通过变化构件尺寸考察电场强度、电场作用时间对脱水效果的影响。电场中液滴的变形率与电场强度、表面张力、液滴尺寸以及连续相的介电常数有关。增大电场强度可显著提高静电聚结器的聚结效果,但由于电分散现象会对聚结产生一定的限制作用,因此,静电聚结器存在一个最优电场强度范围,超过此范围聚结效果下降。在一定范围内,延长电场作用时间可提高聚结器的聚结效果,但是达到一定限度后,电场作用时间的变化对聚结效果影响不大。电场强度对聚结效果的影响高于电场作用时间。静电聚结器的聚结构件结构影响乳状液的流场分布,这对聚结效果有显著影响。     

含聚结构件油水分离器性能研究

由沉降和聚结机理可知选取适当的聚结构件可增加油水乳状液的粒径,加快沉降速度,从而提高分离器性能.今设计了一种含聚结构件的分离器,在长为1800 mm,内径为384 mm的重力式分离器内安装入口构件和聚结板,通过测量不同流速和工况条件下四种聚结板对油水乳状液的粒径质量分离效率,研究分离器性能.结果表明,倒T型入口构件可有效减少分离器流场中的回流和二次涡流,还引入了重力消能和水洗作用.聚结板可显著提高油水分离效率,在流量较大的时候,聚结板分离效果下降,出现对粒径选择性的单一分离作用.聚结板的结构和材质对液滴的聚结沉降影响很大,应根据工况和处理条件进行合理选择.     

油包水乳状液电导率与电破乳研究

通过水滴在电场中所受偶极力的表达式,讨论了W/O乳状液的电破乳机理及介电常数、电导率.借助乳化剂Span80,由50号白油、52号基础油、胜利孤岛原油和蒸馏水制备了含水10%、20%、30%的W/O乳状液,测定了乳状液30℃时的介电常数和黏度.在板电极长宽(cm)8×15、板间距2 cm的电破乳实验装置上,测定了实验W/O乳状液的油水分离效率与板间电压(2～9 kV)、电场作用时间(30、60、120 s)、沉降时间(5～20 s,30℃)的关系,结果如下.在相同实验条件下,含水10%的白油、基础油、孤岛原油乳状液的黏度、电导率和油水分离效率均依次增大;含水30%的白油乳状液在电场中被击穿;白油、基础油乳状液的分离效率随含水率增大而下降,随板问电压增大而上升;含水丰20%的基础油乳状液的分离效率随电场作用时间和沉降时间的延长而上升.讨论了所得结果.图5表1参5.     

油包水乳状液在圆柱电极聚结器中的分离特性研究

设计制作了一种带有绝缘层的圆柱电极静电聚结器,油包水乳状液流过电极,在电场力的作用下水滴聚结,经重力沉降达到油水分离的目的.通过室内实验,分析了油包水乳状液在这种电极作用下的油水分离特性,研究了圆柱电极的直径、长度和电场强度、含水率等因素对分离效率的影响.研究表明,在不发生电分散情况下,电场强度越大,油水乳状液在聚结器中的分离效率也越高;分离效率受电极作用时间和液滴间静电力的共同影响,在含水较低时,油包水乳状液中液滴间静电力小,电极作用时间的影响起主导作用.电极停留时间越长,分离效率越高;含水率升高,油包水乳状液中液滴间静电力增大,电极作用时间的影响作用减小,液滴间的静电力影响作用增大,液滴间静电力越大,分离效率越高.利用高速微观摄像系统拍摄并观察到聚结器出口液滴粒径比进口粒径明显增大,即圆柱电极静电聚结器对柴油一水乳状液具有良好的聚结效果.     

管道内气液两相流流激力研究进展

管道内气液两相流广泛存在于核工业、化工业以及石油运输等多个领域中,其诱发的流激力会引起管道振动,导致管系的疲劳破坏。本文分别从流激力发生机理、影响因素及计算模型出发,对流激力研究进展进行综述。研究表明:动量通量的改变被认为是引起流激力的最主要原因,管道内压力波动、液塞的脉动冲击、起伏不定的液波等因素同样会对流激力的产生做出贡献,针对不同流型建立完整的流激力发生机理的理论体系,是流激力机理研究方面的重点发展方向。在不同流型下,流激力展现出不同的波动特征,目前研究所针对的管道大多是单独的水平管或立管管道,开展多种集输–立管管道系统中流激力的研究将具有重要的工程意义。关于流激力经验模型和理论模型的建立逐渐完善,计算流体力学（Computational fluid dynamics,简称CFD）软件能够同时对流场和流激力大小进行模拟计算,优势明显,是一种重要的计算手段,对CFD软件计算结果的准确性进行研究,对比优选有效的CFD计算模拟方法,将具有重要科研价值。      

西部原油管道低输量连续运行研究

为了解决西部原油管道冬季运行期间短期内油源不足的境况,减少管线间歇输送时的停输次数和停输时间,西部原油管道鄯善—兰州干线低输量连续运行的可行性研究显得尤为必要。对西部原油管道鄯善—兰州干线900、850和800 m3/h三种低输量工况进行了连续运行测试试验。通过北京油气调控中心的SCADA系统得到了全线在低输量下连续运行期间站场的总参数表和输油泵的总参数表。试验数据的分析结果表明西部原油管道短期内低输量下连续运行是可行的,保障了西部原油管道冬季安全平稳运行,顺利完成管线输送任务。     

具有更佳尺寸稳定性的含噁唑基团的聚酰亚胺薄膜材料

采用4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)与2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并噁唑(DAPBO)作为二胺单体,通过改变二者的摩尔比,与3,3’,4,4’-联苯四甲酸二酐(s-BPDA)聚合,制备得到了一系列含有噁唑基团结构的聚酰亚胺薄膜。系统地对薄膜样品进行了红外光谱、差示扫描量热分析、热失重分析、动态力学热分析、热机械分析等表征。研究发现,随着二胺中DAPBO占比的增加,聚酰亚胺薄膜的热稳定性及玻璃化转变温度升高、热膨胀系数减小;当ODA与DAPBO的摩尔比为4:6时,聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数与铜最接近,有望应用于柔性印刷线路板领域。