萃取塔数学模型及过程强化的若干研究进展

萃取塔因生产能力大、占地面积小、密闭性好等优点，在石油、化工、生物、医药和环境工程等多领域被广泛应用。本文从以下几个方面介绍了萃取塔近些年的研究进展：综述了传统萃取塔（脉冲萃取塔、转盘塔与Kühni塔等）的水力学、轴向扩散与传质模型的发展，分析比较了表面张力、传质方向、放大效应等因素对模型的影响；介绍了计算流体动力学（CFD）在萃取塔中单液滴、单相流模拟、液-液两相流模拟、外加能量模拟、与群体平衡模型（PBM）耦合模拟中的应用进展；介绍了国内外设计开发的新型萃取塔，包括改变传统塔的内构件和引入多种外场能量等方式来强化相间传质。研究表明，将先进实验研究方法、准确经验模型和可靠理论计算相结合，将会是萃取塔研究的重要手段和方向。     

大港孔店油田本源微生物代谢产物监测分析

应用放射性同位素示踪剂技术研究了大港孔店北二断块水动力学关系,结果表明该区块注水井和采油井之间具有紧密的水动力学连通关系。在本源微生物驱油试验阶段,对试验区微生物及其代谢物在地层中的分布状况进行了3年连续监测,表明本源菌激活期间菌数增加102~105倍,原油部分氧化,使得低分子脂肪酸(乙酸盐,甲酸盐,丁酸盐等)含量约增加10~100倍,碳酸氢盐从0·4~0·6g/L增加到0·7~1·8g/L,产生的生物表面活性剂使地层水平均表面张力降低至48~33·3mN/m,地层水相对石蜡平均界面张力降至25~13·7mN/m,产生的生物多糖代谢物使地层水平均粘度增至0·76mPa·s,最高达0·83mPa·s。这些变化改变了油层物理化学和生态环境,改善了原油流动性,尤其是水动力学连通关系最好的井地层水组成的改变和增油降水效果最为明显。试验区监测结果表明,微生物及代谢物随注入水主流动方向运移,生物表面活性剂和低分子脂肪酸及生物聚合物的作用是提高原油采收率的主要机理。     

西北低煤阶盆地生物成因煤层气成藏模拟研究

在美国粉河、澳大利亚苏拉特等低煤阶盆地煤层气勘探取得突破以前,一直认为具有商业价值的煤层气资源主要存在于中煤阶的煤层中,煤阶太低,一般含气量不高,不具有勘探价值。但是近几年来的发现证实,低煤阶盆地煤层厚度大,渗透率高,资源丰度大,含气饱和度高,同样可获得商业性气流,而且从其气体的成因来看,其中有很大一部分是生物成因的煤层气。利用煤层气成藏模拟装置对低煤阶含煤盆地的煤岩样品开展成藏模拟,从实验角度证明了中国西北地区虽然煤层煤阶较低,热成因气较少,但是却存在着具有商业价值的二次生物成因的甲烷气,再加上含煤层系众多,煤层厚度大,资源丰度极高,仍具有巨大的勘探潜力。      

盐浓度对交联聚合物线团形态的影响

用核孔膜过滤法 (过滤体积对过滤时间作图 )、动态光散射法 (DLS)和扫描电镜法 (SEM )研究了交联反应前后盐 (NaCl)浓度变化对低浓度HPAM与AlCit形成的交联聚合物溶液 (LPS)中交联聚合物线团 (LPC)形态的影响。所用HPAM相对分子质量 1.1× 10 7～ 1.4× 10 7,LPS中HPAM与Al的质量比 2 0∶1,HPAM浓度 0 .1或 0 .2 g/L ,交联反应温度 40℃ ,时间 7天。实验结果表明 :①LPC的平均水力半径Rh(DLS测定值 )随交联反应时盐浓度的增大先减小后增大 ,盐浓度由 0 .5 g/L增加到 2 g/L时Rh 由 45 0nm迅速减小到 2 5 0nm ,盐浓度增加到 2 0 g/L时Rh达到最小值 16 0nm ,此后随盐浓度的继续增加Rh 有所增大 ;盐浓度 0 .5和 2 .0 g/L时Rh 的SEM测定值分别为45 0和 2 5 0nm ,与DLS结果一致。②交联反应完成后改变LPS的盐浓度 ,也可改变LPC的Rh 值 ,但改变幅度较小 ;盐浓度 0 .5 g/L时形成的LPS ,当盐浓度增加至 2 g/L时 ,Rh 值由 45 0nm减小至 35 9nm ,大于盐浓度 2 g/L时形成的LPS的Rh 值 (2 46nm) ;盐浓度 2 g/L时形成的LPS ,当盐浓度减少至 0 .5 g/L时 ,Rh 值由 2 46nm增大至32 6nm ,小于盐浓度 0 .5g/L时形成的LPS的Rh 值 (4 5 0nm)。用盐浓度改变引起LPC水化层厚度改变 ,线团收缩或舒张解释盐浓度改变时Rh 测定值的     

矩形垂直筛板的流体力学性能研究

在600mm的有机玻璃冷模塔中,用水-空气体系测定矩形垂直筛板的塔板压降、漏液和雾沫夹带等流体力学性能,确定了合理的塔板结构,使其具有较高的气液通量和较宽的操作范围,空塔动能因子最大可达3.0kg1/2(m1/2.s)-1,液流强度可达21.6m3/(m.h)。并对不同气液流量下塔板的流体力学实验数据进行关联和分析,得出了矩形垂直筛板的干板压降计算关联式以及漏液率随液流强度和空塔动能因子的变化关系,为矩形垂直筛板的设计提供了依据。与新垂直筛板相比,矩形垂直筛板具有更低的塔板压降。     

HYDRODYNAMIC FORCE ON SMOOTH HORIZONTAL CYLINDER IN UNIFORM OSCILLATORY FLOW

ＨＹＤＲＯＤＹＮＡＭＩＣ　ＦＯＲＣＥ　ＯＮ　ＳＭＯＯＴＨ　ＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬ　ＣＹＬＩＮＤＥＲ　ＩＮ　ＵＮＩＦＯＲＭ　ＯＳＣＩＬＬＡＴＯＲＹ　ＦＬＯＷＨＹＤＲＯＤＹＮＡＭＩＣＦＯＲＣＥＯＮＳＭＯＯＴＨＨＯＲＩＺＯＮＴＡＬＣＹＬＩＮＤＥＲＩＮＵＮＩＦ...     

斜向波与长棱柱型浮式结构物相互作用的边界元模拟

采用第二类变形Bessel函数对斜向线性入射波与任意截面形状的长棱柱型浮式海洋结构物的相互作用问题进行了边界元法模拟,给出了常数元和线性元的奇异积分处理方法以及开边界的处理方式。对矩形和圆形结构物的水动力系数和波浪力进行了计算,并与解析解及有限元计算结果进行了比较。结果表明,本文方法能得到满意的结果,且未出现不规则频率现象。     

用频谱分析法对地下水位进行中长期预报

本文把影响地下水位变化过程作为随机过程，用频谱分析法建立随机水动力学模型模拟地下水位的变化过程，并将其用于地下水位的中长期预报。通过实例验证它具有较高的精度。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义。为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对耦合模型中的时空匹配问题进行了讨论。指出目前耦合模型中存在着结构松散和参数率定、应用标准不明确等问题,未来耦合模型将成为解决流域智能管理与决策问题的重要手段。     

基于原型观测的输水渠道糙率取值及变化分析

为了研究长距离渠道糙率的合理取值,依据北疆输水工程总干渠2011—2016年逐日水位、流量数据,采用曼宁公式反算典型断面糙率,并构建一维非恒定流水动力模型对渠段糙率进行校核,分析长距离渠道糙率在渠段间的差异及边壁粗糙度随运行时间的变化情况。结果表明:断面的实测糙率与顺直渠段糙率相符,总干渠顺直段糙率在0.015～0.016,弯道明显的渠段,弯度校正因子在1.15～1.50,大小与弯道复杂程度相关;渠道糙率随运行时间呈增长趋势,总干渠等效粗糙度中期运行的年增幅约为18.54%。