多重网格积分法在非Hertz接触问题中的应用

首次采用多重网格积分(MLMI)理论,对非Hertz接触问题进行了详细研究,并编写了相应的计算程序.计算结果表明,在给定初始接触压力分布的前提下,与传统计算方法相比,多重网格积分法能在极短的时间内得到弹性变形解.     

EPCON紧凑型气浮装置及其在采油废水处理中的应用

EPCON紧凑型气浮装置是为了满足挪威排放法案而研制的采油废水处理新技术,综合应用旋转离心分离和气浮分离的工作原理对采油废水进行处理,大幅度降低了采油废水的含油量.此装置还具有性能稳定、操作简单、成本低、效益高、占地面积小等一系列特点,尤其适用于海洋石油生产.     

轴向涡流分离器工作机理及机筒最佳锥角研究

为了研究轴向涡流分离器的结构和分离机理,促进该技术在国内的推广应用,采用涡动力学对轴向涡流分离器机筒内液体的流动情况进行研究,分析了不同转速、分流比下机筒锥角对切向速度和分离效率的影响。分别采用非结构网格和结构网格对轴向涡流分离器物理模型进行网格划分,取模型网格数量为140万个。模拟结果表明,当机筒锥角为10°时,机筒内液体的涡流半径最小而平均切向速度最大;安装有10°锥角机筒的轴向涡流分离器最佳转毂转速范围是3 100～4 300 r/min,在此转速范围内运行时分离器分离效率可达90%以上。     

水包油型乳化液油滴的管内节流破碎行为与机理

实验研究了水包油型乳化液油滴在管内节流元件处的破碎行为,分析了破碎机理. 结果表明,液滴破碎主要发生在节流元件内壁及下游附近,其概率是施于液滴上湍流应力与液滴表面能之比的递增函数,是流体韦伯数及节流元件两侧最大压差的递增函数;在湍流状态(Re>4000)下,液滴充分振荡且受到较大的水流惯性力和速度梯度剪切力,更易破碎;由苏丹红IV染色的正庚烷体系界面张力由非染色时的47 mN/m降到23.6 mN/m,黏性力对液滴破碎的影响程度下降,受流速、压差等影响的惯性力起决定性作用,液滴破碎程度更大;流速决定流体对分散相油滴的湍流剪切破碎力,流速增大则油滴粒径破裂程度加大,而流速取决于流量和节流比;注入染色正庚烷油相体积增大(0.5~5 mL),削弱了节流元件的液滴破碎作用,两相流体系倾向于形成更大直径的液滴,中位径一般为20~35 mm.     

基于多丸粒模型的喷丸表面强化过程数值模拟

针对喷丸表面强化过程,利用有限元法,建立了均匀分布的多丸粒喷丸强化数值模型,研究了喷丸速度、连续冲击及二次冲击弹丸速度对于目标靶体内残余应力场的影响;利用多丸粒偏置建模法,建立不同覆盖率的多丸粒仿真模型,研究喷丸覆盖率、连续冲击对于残余应力场的影响,对比了两种多丸粒喷丸模型。结果表明,提高喷丸速度可增加残余压应力层深度,但对残余应力最大幅值没有显著影响;连续冲击引起残余应力的饱和,残余应力分布没有明显变化;后续冲击弹丸的速度对于残余应力场有明显的影响;偏置高覆盖率喷丸强化模型可获得较均匀分布的残余应力场,压应力最大幅值与喷丸覆盖率及作用区域有关。     

微波强化光催化处理罗丹明B染料废水

采用微波无极灯强化光催化(MWL/TiO_2)对罗丹明B模拟废水进行处理。初步研究催化剂TiO_2的用量、罗丹明B初始浓度、微波功率、溶解氧、pH、反应温度、外加氧化剂H_2O_2量等因素对罗丹明B降解效果的影响。实验结果表明:最佳催化剂TiO_2的投加量为4g/L;较低pH、高溶解氧浓度、高微波功率、外加氧化剂H_2O_2有利于罗丹明B的降解。与常规光催化相比,微波减弱pH、染料初始浓度对降解效率的影响,同时增强温度对降解效率的影响。     

加油站膜分离烃类VOCs回收技术分析

描述基于膜分离的加油站第二阶段排放控制系统的流程设计,着重分析德国GKSS研究中心膜分离的设计历程和设计思路.在此基础上,介绍美国Gilbareo公司和Arid Teeh-nologies公司对膜分离控制系统的完善思路,以期对国内加油站膜分离油气回收流程有借鉴作用,对其他的气体膜分离处理流程的优化有启迪作用.     

稀释水掺混用薄板式静态混合器结构设计与优化

稀释水掺混是油田或炼油厂原油电脱盐系统的关键环节,直接影响电脱盐的效率和运行能耗。为进一步简化设备结构、助力系统降本增效,提出将薄板式静态混合器应用于稀释水掺混环节。在对薄板式静态混合器进行初步结构设计的基础上,对油水混合情况进行计算流体动力学(CFD)三维数值模拟,以离析强度的平方根(IOS0.5)、管路压降(Δp)等作为评价指标,考察了注水管长度、注水管?弯曲薄板间距、弯曲薄板导向位置、弯曲薄板厚度四个结构参数对油水两相混合程度及运行能耗的影响。以混合管路内径D为基准参照,借助响应曲面法(RSM)对关键结构参数进行优化,并对最优结构参数组合下的混合性能进行预测。优化所得最优结构参数组合为注水管长度为1/3D、注水管-弯曲薄板间距为4/25D、弯曲薄板导向位置为1/8π、弯曲薄板厚度为1/25D,结构优化后的IOS0.5相比优化前降低了43.06%。定性分析薄板式混合器内的水相速度云图和流线图可知,当注水比为2%时,油水两相在注水管下游3D处即可达到均匀混合状态,可见薄板式静态混合器能够在小注水比下快速实现油水均匀混合。     

膜法油气回收处理装置控制系统设计

针对膜法油气回收装置的运行特点,采用以PLC为下位机、嵌入式工控机为上位机、上层为远程监控计算机的3层控制结构,实现了对油气回收运行过程的自动控制、现场和远程监控。利用MCGS组态软件开发的现场和远程监控软件,能实现过程参数的实时显示和历史数据处理等功能。运行试验结果表明,该装置能使油气储罐的压力达到初始设定值之下,油气排放质量浓度降至16～22g/m3之间,低于国家标准25g/m3。     

直接电加热过程含缺陷海底管道强度评价

直接电加热技术通过在管壁两端施加交流电向管道内输送热量,保持管内流体具有较高的温度,可有效地预防管道产生的冷凝现象。为保障直接电加热过程中海底管道的安全性,采用有限元软件ABAQUS对直接电加热过程中含缺陷管道进行了应力分析与强度评价,并分析了缺陷长度、宽度、深度以及温度对管道剩余强度的影响。分析结果表明:当缺陷大小一致时,相比环向缺陷,存在轴向缺陷管道的应力水平更大;缺陷深度的增加导致管道剩余强度有明显下降,缺陷长度在20～100 mm时,缺陷长度的增加导致管道剩余强度有明显下降,缺陷宽度对管道剩余强度的影响不明显;温度每升高30℃,管道剩余强度下降9. 5%～28. 9%。所得结论可为保障海底管道在直接电加热过程中的安全运行提供理论支持。