突扩管内部水环流动特性的数值研究

水环输送稠油作为一项高效节能的输油技术受到越来越多的关注,在输送稠油的过程中,可能会经过突扩管道。为了解水环经过突扩管道后的流动特性,借助FLUENT软件对其进行数值模拟研究,获得了其内部油水体积分布和速度分布等信息。结果表明:随着入口水速的增加,油水经过突扩管后维持稳定的距离增加,但输油能力降低;水环通过突扩管时,会受到二次流和浮力的共同作用,当油水刚经过突扩截面时,二次流作用明显,水环可以保持良好的稳定性,但随着距离的增加,浮力作用加剧,导致偏心失稳。     

污水过滤装置数值模拟及分析

应用Gambit软件对污水除油装置进行建模,并利用Fluent软件中的SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型对污水过滤装置内部的流场进行数值模拟计算.研究装置内部流体运动规律和流速分布情况,并从处理量、管道直径、入口位置等方面考虑参数筛选和结构改进,为污水过滤装置结构优化及合理选择初始条件提供相应的理论支持.     

不同渣油掺炼比对催化裂化产物分布影响的数值模拟研究

利用石油大学重质油实验室和清华大学共同开发的渣油催化裂化提升管反应器三维气，固两相数值模拟软件NUMOCORR－Ⅱ，对具有复杂喷嘴分布的燕山石化I催化提升管反应器，进行了不同渣油掺炼比对催化裂化产物分布影响的数值模拟研究，结果表明，当掺渣比增加9％时，轻质油收率下降2．7％，焦炭收率增加0．3％，在掺渣比增加后，若不相应调整操作条件，反应转化率下降，造成轻质油收率明显降低，因此，在增加掺渣比后，优化反应条件，达到最佳反应深度至关重要的。     

内外流动介质下强化换热管耦合传热数值模拟

以强化换热管为研究对象,建立了以水为介质的轴对称数值模型。应用计算流体软件CFX对光管及2种强化换热管（缩放管、波纹管）的传热特性及流动规律进行数值研究。结果表明,数值计算得到的光管总传热系数数值与经验公式计算结果吻合很好。与光管相比,强化换热管壁面结构改变了流体的流动状况,对流道的流场产生重要影响。在相同流动条件下,缩放管与波纹管的总传热系数数值均有较大程度的提高,强化作用明显。为此类产品的进一步理论研究和分析方法推广提供了依据。     

连续管焊接应力数值模拟分析

连续管的焊接应力对其质量与寿命有着重要影响。借助SYSWELD软件,依据连续管的材料性能,考虑焊接电弧力及其挖掘作用,选择双椭球形的热源模型,模拟连续管焊接过程,分析其焊接温度场及应力场。分析结果表明,焊缝处焊接残余应力不是均匀分布的,横向残余应力最大值出现在偏内径处,管的内外壁均受拉应力,且内径处比外径处大。纵向残余应力最大值出现在过热区,远离过热区的残余应力逐渐减小,而且逐渐由拉应力转变为压应力。     

高温气流中液滴蒸发影响因素的数值研究

建立了液滴蒸发的数学模型,利用数值求解方法,模拟计算高温气流中液滴的蒸发过程,得出液滴的蒸发规律。液滴蒸发速率经历一个先增大后减小的过程,气流温度和气流速度都可加速液滴的蒸发,气流温度可使蒸发速率提高100%以上,而气流速度对蒸发速率的提高幅度不足50%;液滴蒸发的平衡温度只受气流温度的影响,而气流速度、液滴初始温度和液滴初始直径只影响液滴达到平衡温度的时间;气液交换热量随蒸发过程的进行逐渐减小,气流温度升高和气流速度增大,气液交换热量的极大值及其变化率增大,但只有液滴初始温度和液滴初始直径影响气液交换的总热量。     

钻井液在地层中流动数值模拟研究

本文建立了地层流体流动特性的数学模型,运用FLUENT软件对多孔介质内可压缩流体的流动特性进行数值模拟研究。通过对模拟结果的研究分析,得出了影响钻井液在地层流动过程的主要因素为压力和速度,要降低钻井液对地层的损害,应当控制钻井液在地层中流动的压力和速度。     

牛顿流体在连续管内流动的压降数值模拟

通过数值模拟的方法研究不同曲率下流体在连续管螺旋管段流动的压降,并与经验计算公式的计算数据进行对比。结果表明,连续管螺旋管段由于存在二次流动现象,导致摩阻损失变大,大于直管段的摩阻损失;连续管水力摩阻损失随曲率和流速的增大而增大;随着流速的增大,曲率对摩擦压降损失的影响越明显。最后指出,利用连续管进行酸化压裂作业时,排量大,井底压力高,在这种情况下就需要选用大功率高压泵,如果选用的泵功率不够,会影响作业效果。     

翅片空冷器内外侧流体流动数值模拟与特性分析

采用FLUENT软件对电站空冷器内外侧的流场及压降特性进行数值模拟,得出随着通道宽度的减小,基管部分管内压降增加较快,建议采用14mm的基管尺寸为佳;翅片部分随着迎面风速的增加,流体阻力显著增加;翅片管间距变大,则间隙部位易形成空气旁路,不利于传热。与实验数据对比发现,FLUENT结果可参照使用。     

高压空冷器入口管束内流动参数分布特性的数值模拟

为揭示腐蚀性介质输送导致的高压空冷器入口管束的流动腐蚀失效机理,准确预测管束的高风险位置,提出了以传质系数和剪切应力作为空冷器入口管束流动腐蚀的关键表征参数。采用Mixture模型和SST k-ω湍流模型对空冷器入口管束段进行数值模拟,获得了入口管束内传质系数和剪切应力的分布特性。结果表明：空冷器入口配管存在偏流现象,引起管束内流动参数左右不对称。其中,传质系数与剪切应力的最大值重合位置位于a管排位号为a13-a14、a34-a35管束的R1区域（即Z为11.5~26.4 mm）,为流动腐蚀失效的高风险区域。对比失效案例可知,传质系数、剪切应力分布的最大区域与管束腐蚀泄漏失效的区域基本一致,验证了表征参数和预测方法的准确性。研究成果有望为高压空冷器的耐流动腐蚀优化设计和在役风险检验提供理论支撑。     

湍动流化床颗粒流动特性的数值模拟

采用欧拉-拉格朗日研究方法,通过数值模拟对湍动流化床流化特性开展研究,得出了床层内压力、固含率、颗粒速度及粒度分布规律。结果表明:床层中心处的压力沿轴向高度逐渐减小;固含率沿轴向高度逐渐减小,呈“ε”型分布,分为底部密相区、中间过渡段及上部稀相区,在稀相区呈现出中间低、边壁高的“环核”结构,且该结构沿轴向逐渐减小,直至消失;颗粒轴向速度沿轴向起伏变大,中心区域的颗粒速度普遍大于边壁处的颗粒速度,且颗粒下落位置由边壁向中心存在移动;颗粒粒径分布沿轴向逐渐降低,稀相区分布相对比较均匀。     

砂岩油藏堵水数值模拟研究与应用

运用简化的黑油模型,对砂岩油藏层内堵水机理进行了数值模拟研究,得出了一些定性的认识和定量的结论。根据得出的结论,对高含水的L36断块整体堵水进行模拟,预测了堵水效果,从8套方案中优选出调整治理方案。该方案实施后,区块综合含水上升率由每年的2%下降为零,产量递减速度得到明显控制,累计增油量9066 t,而预测增油量为11020 t,吻合率达82%,为同类油藏的综合治理提供了一种有效的方法。     

基于PHOENICS顺序输送管道混油浓度紊流数值模拟

本文对顺序输送混油机理进行了分析,并根据k-ε紊流模型,引入一些合理的假设,建立了一个比较有效的顺序输送混油数学模型,并利用PHOENICS软件对它进行了模拟计算,讨论了流速与批次对混油浓度的影响。通过数值模拟结果来看,数值模拟能真实反映顺序输送管内混油浓度分布情况,同时也证明了使用一些较为成熟的流体力学软件进行计算机模拟能够为顺序输送混油机理的研究提供一个较为准确而便利的手段。     

炼油污水处理问题与对策

针对某炼油厂新建的一套以A/O工艺为主的污水处理系统,投用后出水达不到排放标准的问题,经过对预处理单元、生化单元等的运行工况进行深入分析,逐项查找影响达标的原因,提出一系列工艺调整等改进措施,实施后效果良好,最终实现达标排放。     

撞击射流井底漫流特性数值研究

应用大涡模拟方法对不同条件下单喷嘴垂直撞击射流的流场特性进行了数值模拟,对数值模拟结果的分析研究表明,在射流撞击距离小于射流等速核长度的条件下,射流撞击距离和喷嘴出口面积的变化对井底漫流层的厚度没有明显影响.提出了采用井底有效漫流层厚度和有效平均漫流速度研究水力作用对井底和钻头的清洗及冷却效果的新概念.研究表明,就PDC钻头而言,减小钻头面至井底的距离,对提高整个井底的有效平均漫流速度,效果并不明显.     

PDC钻头表面流场的数值模拟

用数值方法解非牛顿流体流动的控制方程来研究PDC钻头表面的泥浆流动,以81/2“钻头为实例计算了钻头表面的流场和压强分布,计算结果和实际情况基本符合.其方法对PDC钻头的布齿设计有实用价值.     

基于双旋流的油泥分离器数值模拟

针对兴中油泥含油量高、含渣量低的特点,提出一种新型的双层旋流器结构来进行油-水-颗粒的三相分离.采用数值模拟的方法进行研究,选择混合模型和k-e模型对单层旋流器和3种不同进口型双层旋流器的分离效果进行模拟,分析各旋流器的结构对压力分布、油水分布和油泥颗粒分布效率的影响.结果表明:入口流量为40 m3/h,即入口流速为6...     

FCC沉降器全部空间三维流场的数值模拟

 用数值模拟方法模拟了一种典型FCC沉降器内的紊流过程。采用Fluent软件首先计算了一个旋风分离器中的流场，并与实验数据进行了对比，验证了所采用的模型和计算方法，随后对整个沉降器进行计算。在计算过程中没有对沉降器的复杂结构进行简化，所建立的几何模型包括沉降器内部区域和两级旋风分离系统内部区域的全部流动空间，计算结果给出了沉降器所有空间内的流动细节。采用Reynolds应力输运模型对紊流进行处理，可以较好地吻合湍流的各向异性效应。     

油藏数值模拟技术在试井分析中的应用

本文从渗流模型及数值求解方法两方面概述了油藏数值模拟技术现状,针对油藏数值模拟在软件技术上的成熟性,提出了油藏数值模拟技术应用于试井分析,建立数值试井方法和理论这一新方向,并提出了数值试井技术在地质、采油及油藏工程方向上的具体应用。     

多孔弹性海床上的管土相互作用数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对管土系统进行分析，土体的本构模型采用多孔弹性模型。通过改变管道的水下重、环境载荷等参数进行计算，可以得到管道的位移、海床孔隙水压力分布、土体侧向隆起。计算结果表明，管道的水下重、环境栽荷、土性参数均对管土系统有影响。