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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
1
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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基于Q判据的不同排气管直径旋风分离器内部涡分析 被引量：11
2
作者 高助威 王娟 +3 位作者 王江云 毛羽 李军 魏耀东 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1172-1180,共9页
为了研究排气管直径对旋风分离器内部流场的影响,采用雷诺应力模型对4种不同排气管直径的旋风分离器进行气相流场的数值模拟,同时引入Q判据识别内部空间涡的结构。结果表明,利用Q判据做出的涡等值面,可以较为直观地看出涡结构的变化趋... 为了研究排气管直径对旋风分离器内部流场的影响,采用雷诺应力模型对4种不同排气管直径的旋风分离器进行气相流场的数值模拟,同时引入Q判据识别内部空间涡的结构。结果表明,利用Q判据做出的涡等值面,可以较为直观地看出涡结构的变化趋势。在一定范围内,减小排气管的相对直径,可以使旋风分离器内部流动更加稳定;但当排气管直径过小时,内部湍动作用会加剧,能量损失加大。在壁面处,有封闭的涡线形成,能量损失加剧;改善壁面处的涡平衡,可以有效抑制封闭涡线的形成,从而减小能量损失,提高分离效率。此外,涡核摆动并不是随着排气管直径的增大就越剧烈,而是存在一个极值,在极值处涡核摆动整体最小;适当地调整排气管直径,有利于涡结构的平衡,提高流体的稳定性,从而提高分离效率。 展开更多
关键词 旋风分离器 排气管直径 Q判据 涡等值面 涡线图
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内构件技术在旋风分离器内的应用进展 被引量：5
3
作者 高助威 王娟 +3 位作者 王江云 马卓越 毛羽 魏耀东 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期393-402,M0010,共11页
内构件技术的开发与应用对于提高工业设备的利用效率、降低其能量损失具有重要意义。旋风分离器是用于气-固分离的工业设备,随着化工过程的发展,工艺上要求在保证分离效率的同时,能够减小压降。首先对旋风分离器的工作原理进行了介绍,... 内构件技术的开发与应用对于提高工业设备的利用效率、降低其能量损失具有重要意义。旋风分离器是用于气-固分离的工业设备,随着化工过程的发展,工艺上要求在保证分离效率的同时,能够减小压降。首先对旋风分离器的工作原理进行了介绍,分析了其减阻增效的机理。相比于结构优化和其他措施,安装内构件能够降低生产成本和缩减工程量。概述了减阻杆、导流叶片、稳涡器等几类内构件的工作原理和能够解决的流动问题。得出结论:在不改变旋风分离器结构尺寸的情况下,安装内构件能够改善旋风分离器内的干扰涡流,提高内部流动的稳定性,从而有效地实现分离器的减阻增效。此外,对内构件的发展趋势进行了展望。内构件的组合使用以及新型高效减阻内构件的开发,会更倾向于多元化、细致化、精确化、简约化,不仅能够提高分离效率,而且可以满足各种环保及工艺要求。 展开更多
关键词 旋风分离器 减阻增效 内构件 减阻杆 导流叶片 稳涡器
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旋流雾化喷嘴内气液两相流动的特性研究 被引量：9
4
作者 王娟 高助威 +2 位作者 张雪淼 王江云 毛羽 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期54-61,共8页
采用试验和数值模拟相结合的方法,对旋流雾化喷嘴内部气液两相流动特性进行研究,揭示旋流雾化喷嘴内部的流动机理,有效预测其雾化特性。计算模型采用雷诺应力(RSM)湍流模型和欧拉-欧拉(Euler-Euler)两相流模型。结果表明,当气液体积比为... 采用试验和数值模拟相结合的方法,对旋流雾化喷嘴内部气液两相流动特性进行研究,揭示旋流雾化喷嘴内部的流动机理,有效预测其雾化特性。计算模型采用雷诺应力(RSM)湍流模型和欧拉-欧拉(Euler-Euler)两相流模型。结果表明,当气液体积比为600、气体流量小于25 m3/h时,模拟计算结果与试验数据吻合较好。在喷口内部,由于流通截面的减小,二甘醇的切向速度迅速增大,在喉部区域达到峰值,流经喉部后,由于流通面积的增加,切向速度呈减小趋势。随着气体流量的增加,二甘醇的射程越来越远,当气体流量分别为15,20,30 m3/h时,二甘醇的分配不均匀度分别为27.94%,26.05%,33.42%,呈现先减小后增大的趋势。 展开更多
关键词 气液两相流 旋流雾化 数值模拟 不均匀度
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旋风分离器自然旋风长的影响因素 被引量：5
5
作者 高助威 王娟 +1 位作者 王江云 毛羽 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期613-620,共8页
自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方... 自然旋风长为旋涡尾端到排气管下口截面的轴向距离。旋涡尾端是复杂的湍流动力学现象,对旋风分离器内颗粒返混、壁面磨损、料腿结垢和堵塞有重要影响。目前,学者们将自然旋风长的影响因素主要归结为筒体直径、入口面积和排气管直径3个方面,忽略了其他结构参数及操作参数的影响,故经验公式的准确性及适用性较差。笔者对旋风分离器内部能量传递过程进行分析,阐述旋涡尾端的存在机理,并实例说明自然旋风长经验公式的局限性与不足,总结了筒体的高/径比、锥体尺寸等几何参数,以及入口速度、入口浓度等操作参数对自然旋风长的影响,以期为旋风分离器高度的设计优化提供参考。 展开更多
关键词 旋风分离器 自然旋风长 旋涡尾端 能量传递 影响因素
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氢燃料电池汽车的研究现状及发展趋势 被引量：26
6
作者 高助威 李小高 +1 位作者 刘钟馨 饶健民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期70-77,共8页
氢燃料电池作为一种新型燃料电池,备受各国关注。当前,各国氢燃料电池汽车开发部门已攻克质子交换膜、反应催化剂、双极板等技术难关,但是氢燃料电池汽车在长期应用过程中出现的电池性能下降、氢气供应不足等问题仍未解决。本文分析了... 氢燃料电池作为一种新型燃料电池,备受各国关注。当前,各国氢燃料电池汽车开发部门已攻克质子交换膜、反应催化剂、双极板等技术难关,但是氢燃料电池汽车在长期应用过程中出现的电池性能下降、氢气供应不足等问题仍未解决。本文分析了质子交换膜、催化剂、双极板流场和储氢罐等因素对氢燃料电池汽车发展的影响,发现低氟或不含氟类质子交换膜、石墨烯类催化剂、仿生类流场设计及炭纤维类耐压储氢罐等能有效改善氢燃料电池汽车的性能并有望在未来实践中得到应用。同时,在总结氢燃料电池汽车开发研究已经取得的成果的基础上,归纳了现阶段汽车研发过程中急需攻破的技术难关以及未来攻破相关问题的主要研究方向,最后对氢燃料电池汽车的研究发展趋势进行了展望,以期为其工业应用提供参考。 展开更多
关键词 氢能 氢燃料电池 质子交换膜 催化剂 双极板
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基于ABAQUS的热交换器管板热-机耦合场分析 被引量：1
7
作者 高助威 宋健斐 张志莲 《石油化工设备》 CAS 2015年第3期21-24,共4页
以某石化公司1台U形管式热交换器为评估对象,利用UG软件建立三维模型,采用HYPERMESH软件划分网格、ABAQUS软件编制适合于U形管式热交换器分析的程序,通过数值模拟的方法对其管板进行热-机耦合场分析,得到了压力载荷、温度载荷及其同时... 以某石化公司1台U形管式热交换器为评估对象,利用UG软件建立三维模型,采用HYPERMESH软件划分网格、ABAQUS软件编制适合于U形管式热交换器分析的程序,通过数值模拟的方法对其管板进行热-机耦合场分析,得到了压力载荷、温度载荷及其同时作用下热交换器管板应力强度分布云图及计算数据。对结果进行了分析,可为其他形式热交换器的安全评估提供理论参考。 展开更多
关键词 热交换器 管板 应力 热-机耦合分析 数值模拟
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FCC沉降器内不同结构旋风分离系统的模拟分析
8
作者 高助威 王娟 +3 位作者 姜龙骏 王江云 任文建 毛羽 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1120-1127,共8页
FCC沉降器内两级旋风分离系统是石油工业催化裂化过程的重要组成部分。为了分析两级旋风分离系统之间的传递关系,笔者采用Reynolds应力输运模型(RSM)对FCC沉降器内两级旋风分离系统进行两相数值模拟,研究了4种不同结构的流场分布特征及... FCC沉降器内两级旋风分离系统是石油工业催化裂化过程的重要组成部分。为了分析两级旋风分离系统之间的传递关系,笔者采用Reynolds应力输运模型(RSM)对FCC沉降器内两级旋风分离系统进行两相数值模拟,研究了4种不同结构的流场分布特征及两级分离器间流动不稳定性的相互影响过程。结果表明,粗旋和顶旋采用合理的结构形式能更好地平衡顶旋气流,提高分离效率,降低压力降。料腿底部无约束时,粗旋排出流率较大,顶旋排出流率较小,且各顶旋排出流率并不相同。由粗旋排气管排出的气流仍有旋转特点,使方形直连管下端有漩涡区,出现了多个封闭循环流动的小漩涡,这对顶旋的流动不稳定性有重要的影响。 展开更多
关键词 FCC沉降器 Reynolds应力输运模型(RSM) 旋风分离器 三维非稳态流场 数值模拟
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基于静电纺丝实验法的氧化石墨烯复合无纺布光热转换性能的特性研究 被引量：5
9
作者 黄金 冯婷 +4 位作者 高助威 张雁青 王洁琼 曹阳 刘钟馨 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期134-139,共6页
氧化石墨烯是工业常用的化学试剂。为了测试其光热转换性能,采用了改进的Hummers方法制取氧化石墨烯(GO)分散液,进而通过静电纺丝制备PVA-GO复合膜,运用紫外吸收漫反射光谱(UVRS)分析了PVA-GO复合膜的吸光性能,通过电子天平连接计算机... 氧化石墨烯是工业常用的化学试剂。为了测试其光热转换性能,采用了改进的Hummers方法制取氧化石墨烯(GO)分散液,进而通过静电纺丝制备PVA-GO复合膜,运用紫外吸收漫反射光谱(UVRS)分析了PVA-GO复合膜的吸光性能,通过电子天平连接计算机软件测量PVA-GO蒸发水量。结果表明,在一定范围内,随着GO质量浓度的增加,PVA-GO蒸发水量不断增加。当GO质量浓度达到7%时,PVA-GO复合膜能够较好地被静电纺丝成纤维网状结构,同时又具有良好的光热转换效果。通过扫描电镜(SEM)分析PVA-GO复合膜的表面特征,发现无添加GO的PVA膜是纤维丝状结构,表面光滑,且纤维直径大小一致,分布均匀。当在PVA中填充7%GO时,纤维网接而成,部分GO均匀包裹纤维丝。在真空环境下,423 K高温处理后,PVA-GO复合膜致密度增加,GO附着纤维丝程度提升。当使用980 nm红外激光辐射时,PVA-GO复合膜的蒸发速率为0.81 kg/(m^2·h),约是聚乙烯醇膜的两倍。同时,蒸发效率达到51%。这不仅提高了光热转换性能,增加了光能利用率,还可以为海水淡化的工业应用提供参考。 展开更多
关键词 静电纺丝实验法 聚乙烯醇 光热转换性能 氧化石墨烯 海水淡水
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氧化石墨烯与氮掺杂氧化石墨烯量子点负载去氧地胆草内酯抑制肿瘤细胞的研究
10
作者 韩欣彤 曹阳 +3 位作者 文峰 高助威 李成欣 于晓龙 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第14期1-7,共7页
以膀胱肿瘤细胞UMUC-3为模型,研究了氧化石墨烯(GO)和氮掺杂氧化石墨烯量子点(NGQD)负载抗癌药物去氧地胆草内酯(DEO)体外抑制肿瘤细胞的效果。分别用Hummers法制备GO,球磨法制备NGQD,并通过超声负载的方法将DEO与GO、NGQD进行接枝。采... 以膀胱肿瘤细胞UMUC-3为模型,研究了氧化石墨烯(GO)和氮掺杂氧化石墨烯量子点(NGQD)负载抗癌药物去氧地胆草内酯(DEO)体外抑制肿瘤细胞的效果。分别用Hummers法制备GO,球磨法制备NGQD,并通过超声负载的方法将DEO与GO、NGQD进行接枝。采用傅里叶变换红外光谱仪分析DEO与GO、NGQD的接枝机理,通过扫描电子显微镜分析其微观结构和元素分布。使用MTT比色法测试肿瘤细胞在GO-DEO、NGQD-DEO作用下的增殖情况,使用免疫荧光技术进一步分析NGQD-DEO抑制率更高的原因。结果表明,GO与NGQD均可通过共价键接枝的方式负载DEO,同时对比得到,GO-DEO、NGQD-DEO负载组均可通过破坏细胞骨架的方式提高对肿瘤细胞的抑制率,其中NGQD负载15μmol/L DEO且时间为48 h和72 h时对肿瘤细胞骨架的破坏效果最佳。 展开更多
关键词 药物载体 去氧地胆草内酯 膀胱癌细胞 细胞增殖 细胞骨架
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