同向啮合型双螺杆反应器三维流场数值模拟

利用计算流体力学方法,以抚顺石化公司化塑厂在役双螺杆反应器熔体输送段为研究对象,对聚乙烯熔体在同向啮合型双螺杆反应器中的流动进行了三维等温非牛顿流场分析,求出了速度场、压力场、粘度场的基本规律以及螺杆特性曲线.结果表明,聚乙烯熔体在同向啮合型双螺杆反应器中得到了充分的混合.     

双螺杆挤出机齿型螺纹元件三维流场分析

齿型元件是啮合异向双螺杆常用的混合元件.利用ANSYS有限元分析软件对异向旋转齿型元件进行了三维等温非牛顿流场分析,讨论了齿型元件齿数对质量流量和回流量的影响.结果表明,齿型元件具有较强的分流能力和分布性混合能力,但分散性混合能力较弱.     

新型三螺杆反应器挤出过程有限元分析

利用有限元法对聚乙烯熔体在新型一字型排列三螺杆反应器中的流动情况进行了有限元分析,计算了三螺杆反应器整个流道的速度分布、压力分布和粘度分布.利用速度场和压力场编制了后处理程序,计算了新型三螺杆反应器的挤出特性参数.计算结果表明,三螺杆反应器在物料输运、分散性混合以及分布性混合能力等方面都具有较好的应用特性.     

非牛顿流体与牛顿流体在旋流器内的流场分析

运用计算流体动力学(CFD)方法对旋流器内非牛顿流体与牛顿流体的流场分别进行数值模拟。流场模拟结果与以往的试验结果吻合,表明采用该湍流模型和数值算法对旋流器内流场的模拟是可靠的;对比模拟结果发现,由于受非牛顿流体表观粘度与剪切速率耦合变化的影响,非牛顿流体的轴向速度与径向速度大于牛顿流体,而切向速度小于牛顿流体,这些差异导致旋流器中非牛顿流体在同等条件下比牛顿流体的分离效率低。     

双螺杆聚合反应器的应用

众所周知,化工工业聚合工艺所采用的反应设备一般为带搅拌器的聚合釜、流化床聚合釜和环形管反应器等。近20年间,将紧密啮合同向旋转的双     

同步式双螺杆泵螺杆的动力学分析

采用ANSYS内嵌的APDL语言建立了同步式双螺杆泵螺杆的三维有限元模型,并对模型进行划分网格,施加载荷和计算。获得了在额定载荷作用下单个螺杆的动态性能、模态、动态位移、动应力等动力学分析结果,为同步式双螺杆泵螺杆的设计制造和应用提供了必要的依据。     

基于FLUENT的异径管管内流体流动特性分析

运用FLUENT有限元仿真软件,采用标准k-ε湍流模型,分别对规格DN350 mm×DN250 mm、DN350 mm×DN150 mm的同心异径管和偏心异径管进行流体流动的特性分析。结果表明,当流体从入口管流经变径处时,流速突然变化,产生扰动涡旋,使得静压值发生波动,继而出现最值;流速在变径出口处达到最大值,这使得异径管与平管段的接管处受到严重冲蚀,降低管道的使用寿命。建议在施工时在变径处应采用耐腐蚀性强的钢材或增加管道的壁厚,同时加强变径连接处的焊缝检测。     

长期运行加氢裂化反应器应力分析

加氢裂化反应器是加氢装置的核心设备,长期在高温高压临氢状态下运行,且不断受到开停车时产生的热冲击,它的稳定运行对加氢装置的安全至关重要.以某石化公司加氢裂化反应器为研究对象,采用ANSYS有限元分析方法,建立有限元模型,对在正常与事故工况下运行的加氢裂化反应器应力状况进行分析,结果表明加氢裂化反应器的总体应力水平较低,母材2.25 Cr1Mo钢应力分布介于91～179 MPa,堆焊层应力分布介于135～ 157MPa,堆焊层出现屈服,应力最大值出现在凸台处,约200 MPa.加氢裂化反应器在飞温时也不会使材料发生明显的蠕变损伤,但是开停车或事故工况时的温度变化可能会导致反应器凸台支撑部位不锈钢堆焊层产生裂纹.     

旋转钻柱内赫巴流体流动模型与流场特性研究

为了揭示钻井液在旋转钻柱内的流动特性,采用数值模拟方法建立了旋转钻柱内赫巴流体的流动模型。研究了钻柱的旋转速度、轴向流速及密度的变化对钻柱内螺旋流场的影响,并给出了合理的解释。通过分析得出旋转钻柱内赫巴流体的流动由于其表观黏度的单峰分布特性,使得螺旋流场减弱了流体质点在各方向上的随机脉动趋势,并增强了流场旋流的整体趋势。该项研究成果对于钻柱内考虑旋转效应流场钻井液流动的深入研究具有指导意义。     

啮合同向螺杆组合在ABS产品加工中的应用

阐述了啮合同向螺杆组合在ABS系列产品加工中的应用。结合多年的生产经验,对挤出机的螺杆组合元件进行了优化设计。研究了采用不同螺杆组合对于ABS力学性能的影响,设计出适合于改性ABS加工的螺杆组合。应用结果表明,适当的螺杆组合可使ABS的力学性能得到显著提高。     

低黏液体井筒携砂流动规律及特征流速实验

固体颗粒在井筒中的流动规律是石油工程领域中钻井携岩和携砂生产过程涉及到的基础性问题之一,其中的携砂（岩）流速是上述工程问题的主要设计参数之一。提出了井筒中固液携砂流动的3个特征流速,分别为静水沉速、悬浮流速和携砂流速,并给出了其界定方法。使用井筒携砂流动综合模拟实验装置进行了液体黏度为1~23 mPa·s、井筒倾角为45°~90°、石英砂和陶粒尺寸为0.05~1.5 mm、井筒内径为40~100 mm范围条件下的特征流速敏感性测试实验,得到了低黏度条件下静水沉速、悬浮流速、携砂流速随颗粒尺寸、流体黏度、井筒倾角、井筒直径、材料密度的定量敏感关系和规律。利用实验数据拟合了静水沉速、悬浮流速和携砂流速三者之间的经验关系。结果表明,在相同的条件下,液体流动对颗粒的悬浮流速约为颗粒在静水中沉降速度的80.43%,这与传统将静水沉速视为临界携砂流速的观点不同;合理携砂流速约为悬浮流速的3.73倍,可以达到快速携砂要求。针对现有直接根据静水沉速计算携砂流速所存在的问题,给出了一套利用3个特征流速完成合理携砂流量设计的流程和方法。     

涡轮钻具内部流场的三元流计算与研究

根据叶轮机械三元流动的普遍理论和涡轮钻具叶轮具体边界问题，建立了三元流动计算的数学模型，推导出了适用于叶轮机械三元流动计算的流函数方程，将三元流动计算流函数法成功地运用于涡轮钻具叶栅的数值计算。编制了计算SI流面（叶片到叶片间回转面）速度分布的计算机程序，并对几种涡轮钻具实例进行了数值计算和流动分析，同时进行了涡轮钻具台架性能试验。通过对理论计算和试验结果对比分析，指出了几种涡轮钻具叶片的不足。     

幂律流体偏心环空螺旋流计算机仿真

偏心环空螺旋流是钻井作业常见的一种流动,怎样方便、快速及高精度地计算其流速场与流量是一个重要问题.根据1987年Luo和Peden提出的方法,利用数值计算高级语言MATHCAD结合现代计算机仿真计算技术,对幂律流体在偏心环空的螺旋流动做了研究,得到了这种流动的重要规律.从算例可以发现:在其它参数不变的情况下,钻柱的偏心对幂律流体螺旋流轴向流量的影响非常大.最大偏心时,轴向流量是同心时轴向流量的2.635倍,是最小偏心时轴向流量的1.668倍;钻柱的旋转速度对幂律流体螺旋流轴向流量的影响较小,但随钻柱旋转速度的增加,轴向流量有所增大,钻柱旋转速度最大时轴向流量是钻柱旋转速度最小时轴向流量的1.013倍.     

聚丙烯环管反应器内液-固两相二次流的流体动力学模拟

应用欧拉-欧拉双流体模型,考察了聚丙烯环管反应器中弯管处的流场特征。其中,采用颗粒动力学描述固相(颗粒相)黏度与压力,用多重参考坐标系模型描述轴流泵的转动。根据上述模型,模拟了环管反应器内液-固两相二次流现象,并分析了轴流泵对流场的影响。结果表明,环管反应器弯管部位存在明显的二次流现象,轴流泵会减弱流体的二次流现象。     

循环流化床脱硫器提升管内气固两相流场特性

循环流化床烟气脱硫技术是近年来国内外正在研究开发的一种先进技术。研究流化床提升管内气固流场分布情况对设计和优化循环流化床脱硫器有重要意义。以循环流化床脱硫器为研究对象,对特定进口装置下的提升管内气固两相流场特性进行了实验研究,以期为循环流化床内气固两相传质、传热的进一步研究及循环流化床脱硫器的工程设计提供参考。     

基于流态改进的仓式微电解反应器处理油田废水研究

针对传统型Fe-C微电解反应器(1~#)易堵塞、易短流的缺点,设计了改进型仓式微电解反应器(2~#),并比较了两种反应器对胜利油田某采油厂废水的处理效果。结果表明,在pH值为4、进水流速为0.2m/s、反应区高度为40cm、进水COD值为480mg/L的条件下,2#和1#最佳反应时间分别为30min和60min,COD去除率分别为86%和70%,浊度去除率分别为98.4%和94%。2~#反应器通过改善流态,增大了废水与电解质材料的接触面积,缩短了水力停留时间,提高了COD和浊度的去除率。某油田的中试结果表明,2#反应器对高浓措施废液悬浮物、黏度、总铁、总硬度平均去除率分别为38.78%～42.31%、12.54%～32.38%、69.23%～71.17%和37.29%～61.76%,较改进前均有较大提高,处理后水质达到该油田采出水回注技术指标要求。     

水力脉冲射流旋流流场数值模拟

为研究水力脉冲射流流场内旋流流场的变化特性,通过建立井底边界条件下单喷嘴脉冲射流冲击流场物理模型,对脉冲射流旋流流场进行了数值模拟研究。结果表明,非稳态旋流是脉冲射流流场的一个显著特征,对脉冲射流钻井提速起到重要作用,旋流速度和范围具有周期性变化且不随脉冲频率发生改变;在单周期内,旋流强度与脉冲射流速度变化具有一致性,旋流影响范围由前期的快速扩大到后期的缓慢扩大,一直保持增大趋势;旋流作用强于射流动能是脉冲射流产生局部脉动负压的主要原因,有利于降低压持效应;旋流流场改变钻头表面的压力分布,有利于提高钻头清洗效果。研究结果对指导脉冲射流提速技术具有一定的参考价值。     

波状圆柱绕流流场CFD分析

波状圆柱是一种新型涡激抑制装置,对海流方向不敏感,可应用在海流变化频繁的海洋环境中。为研究其在海流中的涡激抑制性能,基于流体动力学方法,利用Fluent软件对波状圆柱进行三维绕流流场分析和流场参数计算,对比分析钝体隔水管,明确表面结构对波状圆柱减振功效的影响,提出波状圆柱在海洋环境中涡激抑制方面的优势。结果表明,波状圆柱具有稳定的涡激抑制性能,横向升力显著减小,轴向曳力虽有增加,但幅度较小,有望应用于深水隔水管的涡激抑制。