突扩突缩管内液-固冲蚀的数值模拟 被引量：22

1

作者 冯留海 王江云 +2 位作者 毛羽 张歌 王娟 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1080-1085,共6页

采用数值模拟的方法研究了突扩突缩管内的紊流及液-固冲蚀过程。计算得到的管内流场特征与实验数据吻合较好,验证了所采用的湍流模型和计算方法的准确性。在流场模拟基础上,应用自定义函数(UDF)的方式修正了计算流体力学软件(Fluent)中... 采用数值模拟的方法研究了突扩突缩管内的紊流及液-固冲蚀过程。计算得到的管内流场特征与实验数据吻合较好,验证了所采用的湍流模型和计算方法的准确性。在流场模拟基础上,应用自定义函数(UDF)的方式修正了计算流体力学软件(Fluent)中的固有冲蚀模型,并重新模拟计算了突扩突缩管内的冲蚀过程。结果表明,修正后的冲蚀模型计算得到的冲蚀速率与实验数据吻合较好,较为准确地预报了管内冲蚀过程,可以用于管道及设备冲蚀的工程预报。 展开更多

关键词 突扩突缩 数值模拟 液-固两相流 冲蚀模型

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单入口双进气道旋风分离器内冲蚀特性 被引量：8

2

作者 王江云 冯留海 +2 位作者 张果 毛羽 王娟 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期289-296,共8页

采用雷诺应力湍流模型、离散相模型和改进的冲蚀模型对一种单入口双进气道旋风分离器内的气-固紊流及冲蚀过程进行了数值模拟,得到旋风分离器内壁面冲蚀速率详细分布规律。结果表明,固体颗粒对旋风分离器内壁的冲蚀主要发生在蜗壳上顶... 采用雷诺应力湍流模型、离散相模型和改进的冲蚀模型对一种单入口双进气道旋风分离器内的气-固紊流及冲蚀过程进行了数值模拟,得到旋风分离器内壁面冲蚀速率详细分布规律。结果表明,固体颗粒对旋风分离器内壁的冲蚀主要发生在蜗壳上顶板、蜗壳与筒体连接段及排尘口处;在旋风分离器分离空间内,由上至下旋流稳定性逐渐减弱,导致壁面冲蚀速率逐渐增大。与普通单入口旋风分离器相比,在相同处理量时,单入口双进气道旋风分离器内形成的轴对称稳定旋流可以有效减弱颗粒与壁面的碰撞和磨削,从而明显降低壁面摩擦阻力损失和冲蚀速率,有利于旋风分离器的压降降低和长周期稳定运行。 展开更多

关键词 旋风分离器 入口 双进气道 冲蚀 数值模拟

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喷嘴径向位置对喷雾造粒塔流动特性的影响 被引量：5

3

作者 冯留海 赵凡 +3 位作者 刘美丽 盛文君 左晶 毛羽 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1013-1019,共7页

为了研究喷雾造粒塔内的流动特性,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了塔内的速度分布,数值模拟了不同结构参数下的流场演变过程,并根据速度分布对喷雾造粒塔内流场进行了区域划分。结果表明,喷嘴径向位置对流动影响较大,而操作参数... 为了研究喷雾造粒塔内的流动特性,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)测量了塔内的速度分布,数值模拟了不同结构参数下的流场演变过程,并根据速度分布对喷雾造粒塔内流场进行了区域划分。结果表明,喷嘴径向位置对流动影响较大,而操作参数的影响相对较小;喷雾造粒塔内速度分布在不同风量下基本相同,沿轴向有两个明显的区域分布,即喷雾造粒塔上部靠近喷嘴,受射流影响较大,流动比较复杂,沿轴向的下部远离喷嘴,射流影响逐渐减弱,流动规律性明显增强。喷雾造粒塔内速度分布与蜗壳式旋风分离器内的速度分布差别较大。 展开更多

关键词 喷雾造粒塔 阵列喷嘴 PDPA 射流旋转流场 影响因素

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采用群体平衡模型模拟多段环流反应器内的气-液两相流动 被引量：5

4

作者 左晶 王娟 +2 位作者 王江云 毛羽 冯留海 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1134-1141,共8页

采用RNGk-ε湍流模型、欧拉-欧拉双流体模型和群体平衡模型(Population balance model,PBM),对一种中心气升式多段环流反应器的内部流场进行了数值模拟,并对反应器内导流筒分段位置进行了对比研究。结果表明,与均一粒径方法相比,采用PB... 采用RNGk-ε湍流模型、欧拉-欧拉双流体模型和群体平衡模型(Population balance model,PBM),对一种中心气升式多段环流反应器的内部流场进行了数值模拟,并对反应器内导流筒分段位置进行了对比研究。结果表明,与均一粒径方法相比,采用PBM模型得到的气含率、循环液速和气泡粒径的分布规律与实验值吻合较好,可以更加准确地模拟环流反应器的流场及气泡运动规律;多段环流反应器分段位置的调整可以有效解决局部横向混合不均等问题,将分段位置下移可以提高下降区循环液速,减小气泡平均粒径,从而提高气-液分布及传质效果。 展开更多

关键词 气升式多段环流反应器 群体平衡模型 导流筒分段 气泡特性 气含率

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旋流喷嘴内超临界流体闪蒸过程的数值模拟 被引量：2

5

作者 冯留海 王江云 +3 位作者 赵凡 孙中卫 王娟 毛羽 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期741-747,共7页

旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响。根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型,采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中。将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界流... 旋流喷嘴内超临界流体中沥青溶质的体积分数分布对颗粒成形有重要影响。根据减压相变传质传热理论开发了闪蒸相变模型,采用自定义函数(UDF)的方式植入到CFD软件Fluent中。将闪蒸相变模型耦合多相流混合模型用于研究旋流喷嘴内超临界流体的闪蒸相变过程,分析旋流喷嘴内压力、速度、温度和各相浓度分布,以预测旋流喷嘴对颗粒成形的影响。结果表明,旋流喷嘴内三相介质分层流动,从而实现戊烷溶剂与沥青溶质的预分离,有利于形成粒径较小且密实的沥青颗粒。 展开更多

关键词 旋流喷嘴 数值模拟 闪蒸相变 非平衡热力学

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网格划分对喷雾造粒塔数值模拟精度的影响 被引量：1

6

作者 冯留海 卜亿峰 +3 位作者 祝岩青 毛羽 李希 门卓武 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期502-508,共7页

为了研究网格模型简化形式和网格分块策略对模拟精度的影响,对喷雾造粒塔进行了多组网格划分并将数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明:采用简化的网格模型得到的模拟结果无论是数值大小还是变化趋势与实验结果偏差较大;采用无... 为了研究网格模型简化形式和网格分块策略对模拟精度的影响,对喷雾造粒塔进行了多组网格划分并将数值模拟结果与实验结果进行了对比。结果表明:采用简化的网格模型得到的模拟结果无论是数值大小还是变化趋势与实验结果偏差较大;采用无简化喷嘴网格模型(喷嘴出口网格垂直映射)得到的模拟结果有所改善,而建模时考虑了射流方向和物理耗散的无简化喷嘴网格模型得到的模拟结果效果最佳。因此在网格模型简化后需要对模拟结果进行对比验证,而且不能忽视网格分块策略对模拟精度的影响。 展开更多

关键词 喷雾造粒塔 网格划分 模拟精度 数值耗散

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喷雾造粒塔内流动不稳定性的实验研究 被引量：1

7

作者 冯留海 卜亿峰 +3 位作者 孙中卫 赵凡 毛羽 门卓武 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期128-135,共8页

为了研究喷雾造粒塔内的流动特性,采用激光多普勒测速仪测量获得了喷雾造粒塔内多点瞬时速度,并利用傅里叶变换技术得到了瞬时速度信号对应的频谱。结果表明,喷雾造粒塔内各测量点的瞬时速度波动很大,设备内呈高度湍动流动状态。喷雾造... 为了研究喷雾造粒塔内的流动特性,采用激光多普勒测速仪测量获得了喷雾造粒塔内多点瞬时速度,并利用傅里叶变换技术得到了瞬时速度信号对应的频谱。结果表明,喷雾造粒塔内各测量点的瞬时速度波动很大,设备内呈高度湍动流动状态。喷雾造粒塔内存在明显的周期性摆动,频率分布存在明显的分界,在中心区的主频为7.6Hz,而外侧区域的主频增大到8.6 Hz;中心区域频率幅度值明显大于外部区域,说明中心区脉动强度较大,可以将降低脉动幅度作为提高设备流动稳定性的依据。 展开更多

关键词 喷雾造粒塔 激光多普勒测速仪(PDPA) 流动不稳定性 频率分布

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基于非平衡热力学模型的管内沸腾过程模拟

8

作者 冯留海 聂永广 +3 位作者 王江云 雷晓东 王娟 毛羽 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期591-596,共6页

为了更准确地模拟壁面沸腾过程,根据Lavievile非平衡热力学模型对沸腾流动的壁面热流率进行了划分,通过调节函数结合Sato模型修正了沸腾流动中的混合k-ε模型,建立了同时适用于管内过冷沸腾与整体沸腾流动阶段的曳力模型。使用上述模型... 为了更准确地模拟壁面沸腾过程,根据Lavievile非平衡热力学模型对沸腾流动的壁面热流率进行了划分,通过调节函数结合Sato模型修正了沸腾流动中的混合k-ε模型,建立了同时适用于管内过冷沸腾与整体沸腾流动阶段的曳力模型。使用上述模型对环状竖直管内沸腾流动过程进行数值模拟,计算结果与实验值吻合,可以用来模拟整个管内沸腾流动过程。数值模拟显示,沸腾流动可以明显增大管壁的传热系数,但当管壁处蒸气体积分数超过0.6时,会出现传热恶化现象。 展开更多

关键词 沸腾流动 非平衡热力学 曳力模型 传热系数 数值模拟

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基于DPM模型的旋风分离器内颗粒浓度场模拟分析 被引量：18

9

作者 高助威 王娟 +3 位作者 王江云 冯留海 毛羽 魏耀东 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期507-514,共8页

为了研究旋风分离器内部颗粒浓度场的分布规律,采用RSM模型和颗粒随机轨道模型,对旋风分离器进行气-固两相流动数值模拟,并从浓度分布和停留时间两方面对顶灰环及壁面磨损现象进行分析。结果表明,壁面处的颗粒浓度呈螺旋状灰带分布,灰... 为了研究旋风分离器内部颗粒浓度场的分布规律,采用RSM模型和颗粒随机轨道模型,对旋风分离器进行气-固两相流动数值模拟,并从浓度分布和停留时间两方面对顶灰环及壁面磨损现象进行分析。结果表明,壁面处的颗粒浓度呈螺旋状灰带分布,灰带的宽度和螺距不同;从径向看,除壁面附近浓度较高外,其他部位浓度较低;从轴向上看,在分离空间下部,螺旋灰带的宽度加大,螺距减小,颗粒浓度增大。在环形空间顶板下方有大量颗粒聚集,存在顶灰环现象,而且顶灰环分布不均匀,具有一定的准周期脱落特性。这不仅造成颗粒的逃逸,降低旋风分离器的分离性能,而且也会对壁面造成冲蚀磨损,严重时能够使分离壁面磨穿,造成设备失效。 展开更多

关键词 旋风分离器 数值模拟 DPM 颗粒浓度 顶灰环 壁面磨损

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工艺条件对费托铁基催化剂气固流化特性的影响 被引量：2

10

作者 佟瑞利 杨卓 +5 位作者 鲁波娜 冯留海 杜冰 赵用明 卜亿峰 门卓武 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1282-1289,共8页

传统上浆态床费托合成铁基催化剂主要采用浆态床反应器进行还原,之后转移至费托合成反应器中进行反应。随着费托合成反应器规模的扩大,配套的浆态床还原技术显现出了生产能力小,还原周期长等不足。通过对费托合成铁基催化剂气固流化特... 传统上浆态床费托合成铁基催化剂主要采用浆态床反应器进行还原,之后转移至费托合成反应器中进行反应。随着费托合成反应器规模的扩大,配套的浆态床还原技术显现出了生产能力小,还原周期长等不足。通过对费托合成铁基催化剂气固流化特性进行研究,开发产能大、还原周期短的气固流化床还原技术能够显著提高费托合成装置的经济效益。在分析了费托铁基催化剂物性参数的基础上,利用氢气和氮气的混合气模拟还原合成气,在能够升温加压的不锈钢气固流化床反应器内,研究了工艺条件对催化剂气固流化特性的影响,包括温度、压力条件对床层压差脉动幅值的影响,温度、表观气速对反应器床层内气固分布的影响,并结合数值模拟揭示了加压条件下表观气速和温度条件对反应器床层轴向和径向的颗粒体积分数分布、径向颗粒速度分布的影响规律,获得了加压条件下床层从鼓泡流化态到湍动流化态的转变速度并与常压结果进行了对比。实验结果表明,压力增加能够降低床层压差脉动幅值;床层气固分布变化规律及关联计算结果表明在3.0 MPa条件下床层由鼓泡流化态转变为湍动流化态的气速为0.26 m/s。床层不同高度的径向模拟结果表明,在不同表观气速下,反应器内颗粒体积分数都沿径向呈中心稀、边壁浓的“环-核结构”,颗粒速度沿径向呈中心上行、边壁下行的流动趋势;温度升高会造成床层压差脉动幅值减小,但对颗粒体积分数和颗粒速度分布的影响并不显著。在气固流化床的工业运转中适当加大操作压力,利于湍动流化态的形成及流化质量的改善。 展开更多

关键词 费托合成 铁基催化剂 流化床 流化特性

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费托合成浆态床反应器结构与工程放大研究进展 被引量：11

11

作者 张晓方 冯留海 +1 位作者 卜亿峰 门卓武 《石油化工高等学校学报》 CAS 2018年第5期1-10,共10页

由于气液固三相同时存在及内构件的设置,费托合成浆态床反应器传递和反应过程复杂,在反应器设计与工业放大上面临着巨大挑战。介绍了费托合成浆态床反应器的结构特点,概述了近年来费托合成浆态床反应器流体力学、反应器放大的研究进展... 由于气液固三相同时存在及内构件的设置,费托合成浆态床反应器传递和反应过程复杂,在反应器设计与工业放大上面临着巨大挑战。介绍了费托合成浆态床反应器的结构特点,概述了近年来费托合成浆态床反应器流体力学、反应器放大的研究进展与成果,并分析了内构件对流体力学和反应器放大的影响。从反应器结构与模型等方面论述了浆态床反应器工程设计的重点和关键,为反应器性能优化与放大提供可行的解决思路与方案。 展开更多

关键词 费托合成 浆态床 反应器 内构件 放大

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Innovene工艺丙烯-乙烯无规共聚物块料结构表征与结块原因剖析

12

作者 武振林 俞越 +3 位作者 韩李旺 冯留海 苟荣恒 于佩潜 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1262-1267,共6页

利用GPC、升温淋洗组分分析、DSC、ICP-AES等方法对Innovene工艺装置生产的丙烯-乙烯无规共聚物块料及粉料进行了测试与表征。实验结果表明,与粉料相比,块料中丙烯组分含量高,而乙烯组分含量低;块料的分子量分布比粉料的宽,熔点总体上... 利用GPC、升温淋洗组分分析、DSC、ICP-AES等方法对Innovene工艺装置生产的丙烯-乙烯无规共聚物块料及粉料进行了测试与表征。实验结果表明,与粉料相比,块料中丙烯组分含量高,而乙烯组分含量低;块料的分子量分布比粉料的宽,熔点总体上高于粉料,催化剂残留量低于粉料。块料内部的乙烯组分含量低于块料表面,熔点和结晶温度均比块料表面高,催化剂残留量比块料表面更低。实际生产工况中,块料主要产生在第Ⅱ反应器一区和二区搅拌桨叶周围。应尽可能减小第Ⅰ反应器出料树脂颗粒与第Ⅱ反应器一区丙烯/乙烯混合气之间的温差;或尽可能降低第Ⅱ反应器一区温度,使其接近第Ⅰ反应器出料树脂颗粒温度,从而缓解或防止结块。 展开更多

关键词 Innovene工艺 丙烯-乙烯无规共聚物 结构表征 结块

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