气-液-固三相过滤过程滤芯压降特性

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作者 杨云兰 常程 +5 位作者 冯艳丽 刘涛 金晶 王亚倩 刘俊杰 吴小林 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第2期406-415,共10页

为了深入研究天然气输送过程中气体净化用过滤分离元件的气-液-固三相过滤性能,采用等效填充密度及理论填充密度表征粉尘沉积特性的方法,探究了滤芯精度和粉尘粒径对含液及含尘过滤过程压降变化影响规律。结果表明:对于洁净滤芯气-固过... 为了深入研究天然气输送过程中气体净化用过滤分离元件的气-液-固三相过滤性能,采用等效填充密度及理论填充密度表征粉尘沉积特性的方法,探究了滤芯精度和粉尘粒径对含液及含尘过滤过程压降变化影响规律。结果表明:对于洁净滤芯气-固过滤过程,较小粒径粉尘更易堵塞滤材孔隙,导致在相同粉尘量沉积情况下滤芯压降增长速率增大,在相同时间内,同种滤芯的等效填充密度均高于理论填充密度,两者之间差异随着滤芯精度降低愈加显著;对于含液滤芯气-固过滤过程,滤芯压降随时间呈现线性增长,其压降增长速率随滤芯精度增高而增大,此过程等效填充密度和理论填充密度吻合性良好,平均偏差小于10%;对于含尘滤芯气-液过滤过程,滤芯压降首先在液体冲刷作用下逐渐降低,而后再次上升并最终达到稳定,在气-液过滤冲刷阶段,滤芯精度越低,滤材内粉尘结构越为松散,抗冲刷能力更弱,并且粉尘粒径增大将减缓压降的下降。 展开更多

关键词 过滤 压降 粉尘 液滴 滤芯 气溶胶 天然气

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油水聚结过滤材料中的液体分布特性及过程压降演化研究

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作者 李文龙 常程 +1 位作者 吴小林 姬忠礼 《化工学报》 北大核心 2025年第9期4850-4861,共12页

油水聚结过滤过程中,明晰滤材中的液体分布和压降演化对于研究过滤机理、优化滤材结构至关重要。利用油水聚结过滤材料性能实验装置,分析了不同孔径滤材中的液体分布特性和压降演化过程,深入探讨了过滤速度和液体载荷率对滤材饱和度和... 油水聚结过滤过程中,明晰滤材中的液体分布和压降演化对于研究过滤机理、优化滤材结构至关重要。利用油水聚结过滤材料性能实验装置,分析了不同孔径滤材中的液体分布特性和压降演化过程,深入探讨了过滤速度和液体载荷率对滤材饱和度和过程压降的影响。结果表明:油水聚结分离过程中的液体分布和压降变化符合跳跃-通道模型,但是由于液池的存在,会导致通道阶段初期的压降突变。孔径大小决定了进入滤材内部的液体数量,进而影响液体行为和压降变化。随着过滤速度的增大,大孔径滤材中的饱和度逐渐降低,但下降幅度逐渐减弱,跳跃压降逐渐增大,通道压降保持相对稳定;小孔径滤材的饱和度则恰好相反。随着载荷率的增大,大孔径滤材的饱和度上升,跳跃压降和通道压降均增加;对于小孔径滤材,载荷率的增加对饱和度影响较小,跳跃压降几乎不变,但通道压降明显增大。最后建立了滤材中的液体分布预测模型,可用于定量表征通道饱和度与孔径、过滤速度和载荷率之间的关系。本研究可为优化滤材结构和操作参数、降低维护成本提供理论依据和技术支撑。 展开更多

关键词 聚结过滤 油水分离 载荷率 压降 饱和度

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天然气管道内黑色粉末的磁分离处理方法研究

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作者 刘震 张天钰 +4 位作者 杨宏伟 刘方 陈俊先 李奥 姬忠礼 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第5期1376-1386,共11页

天然气管道内的黑色粉末常采用旋风分离和过滤分离进行处理,为解决其压力损失高、滤芯易堵塞问题,采用压降小、可重复使用的磁分离技术作为前置分离器。利用有限元仿真软件建立圆柱体挤压式磁系模型,分析磁系结构与物理参数对磁系性能... 天然气管道内的黑色粉末常采用旋风分离和过滤分离进行处理,为解决其压力损失高、滤芯易堵塞问题,采用压降小、可重复使用的磁分离技术作为前置分离器。利用有限元仿真软件建立圆柱体挤压式磁系模型,分析磁系结构与物理参数对磁系性能的影响,开展磁系优化设计。结合数值模拟和实验,得出不同气速及其变化对磁系分离效率的影响。研究发现,当磁系直径为25 mm、剩余磁通量密度为1.42 T时,管道空间内磁通量密度平均值达到0.098 T,最大值达到2.18 T,磁系性能表现最优;优化后的磁系对黑色粉末的分离效率最高可达93.49%,流速由2 m/s增大到6 m/s时,分离效率仅降低2.11%,满足工程实际要求。该研究有助于指导磁分离设备的内件设计,实现复杂流速工况下黑色粉末的高效稳定分离。 展开更多

关键词 天然气 磁分离 多相流分离 优化设计 模拟

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旋风管导叶优化与分离效率预测模型

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作者 丁昊鹏 古自强 +5 位作者 闫凤林 钱苏 杨昊 孙苒博 吴小林 陈锋 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第2期382-393,共12页

旋风分离器是可以长周期大规模应用的气-固分离设备,长输管道中对旋风分离器分离性能的要求也越来越高。以直筒型导叶式旋风管为研究对象,提出一种导叶结构设计方法,可自由改变叶片包角、出口角、叶片高度等参数;通过光学在线检测实验... 旋风分离器是可以长周期大规模应用的气-固分离设备,长输管道中对旋风分离器分离性能的要求也越来越高。以直筒型导叶式旋风管为研究对象,提出一种导叶结构设计方法,可自由改变叶片包角、出口角、叶片高度等参数;通过光学在线检测实验确定分离性能最优的导叶结构,最佳导叶个数为7~8叶、叶片包角为50°~55°;将直筒型导叶式旋风管内气流分为入口环形区(Ⅰ区)、下行流区(Ⅱ区)和上行流区(Ⅲ区)3个区域,经过一定的气流运动假设及简化计算,推导出了适用于该旋风管3个区域分离效率的计算模型,计算值与实验值绝对误差在5%以内。导叶结构设计方法的提出及对分离性能的验证和预测为旋风分离器的实际应用提供指导。 展开更多

关键词 旋风管 导流叶片 导叶数量 导叶包角 分级效率 光学测量 分离效率预测模型

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烧结金属纤维型隔离气滤芯气-液过滤实验及现场高压应用 被引量：1

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作者 于文瀚 陈锋 +3 位作者 任昱霖 张婉姝 吴小林 姬忠礼 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1361-1370,共10页

在实验室和长输天然气管道压气站分别建立了烧结金属纤维型隔离气滤芯的气-液聚结过滤性能测试装置,系统研究了滤芯在2种工况下的气-液聚结过滤性能影响因素及变化规律。结果表明:单层烧结毡孔径越小的滤芯对亚微米级液滴的过滤效率越高... 在实验室和长输天然气管道压气站分别建立了烧结金属纤维型隔离气滤芯的气-液聚结过滤性能测试装置,系统研究了滤芯在2种工况下的气-液聚结过滤性能影响因素及变化规律。结果表明:单层烧结毡孔径越小的滤芯对亚微米级液滴的过滤效率越高,但二次夹带现象越严重;烧结毡孔径递增的排布可有效降低滤芯的二次夹带现象的发生。在压气站现场高压工况下,滤芯过滤性能参数与实验室常压实验相比变化较大;压气站现场实际工况的稳态压降升高10~13 kPa,累计过滤效率下降5百分点左右,实验滤芯的品质因子比现用进口滤芯C高0.018 kPa^(-1),过滤性能更好,为隔离气净化装置的优化提供了设计方案。同时,实验室实验与压气站现场试验的结果对比分析可为烧结金属滤芯的设计提供数据支撑和理论参考。 展开更多

关键词 隔离气 烧结金属滤芯 过滤性能 孔径 高压工况

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立体平板热管强化温差发电性能的实验研究 被引量：1

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作者 李大树 丁奕文 张程宾 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期905-910,共6页

为提升温差发电装置的发电效率,提出了一种立体平板热管强化性能方法,通过实验对比评估了2种充液率对该立体平板热管均热性能的影响,探究了不同温差下温差发电系统的最大输出功率和发电效率。结果表明:充液率为27.4%时立体平板热管启动... 为提升温差发电装置的发电效率,提出了一种立体平板热管强化性能方法,通过实验对比评估了2种充液率对该立体平板热管均热性能的影响,探究了不同温差下温差发电系统的最大输出功率和发电效率。结果表明:充液率为27.4%时立体平板热管启动过程为分段启动,且温度分层现象明显;充液率为31.7%时立体平板热管可在40℃左右时迅速启动,启动后温度分布均匀性和一致性较好,有利于温差发电系统持续稳定高效发电;基于立体平板热管强化的温差发电系统的最大输出功率和发电效率均随着冷热端温差的增大而增大,且温差发电效率最高可达3.99%。 展开更多

关键词 立体平板热管 温差发电 充液率 温差

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叶片式分离元件结构及性能影响因素研究进展

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作者 焦文磊 刘震 +2 位作者 陈俊先 张天钰 姬忠礼 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4187-4202,共16页

叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件,因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性... 叶片式分离元件是一种主要依靠惯性进行气液分离的元件,因其高处理量、高分离效率和低压降的特点而广泛应用于气液分离领域。本文从叶片式分离元件分离机理、结构及性能影响因素两个方面进行了详细的调研。论述了叶片流道内的液滴惯性分离、液滴撞击以及液膜破裂导致的二次夹带问题等分离机理研究进展,从机理层面分析了二次夹带现象的成因并提出了抑制思路。归纳了叶片式气液分离元件的主要结构特征,分析了曲级数、弯折角度、间距以及疏水钩等结构参数对分离性能的具体影响。通过对比现有不同叶片结构的优缺点与适用场合,提出了增加拦截面积及开辟排液通道的叶片结构设计优化方向。分析了波形板叶片式分离元件及静态起旋转元件的应用现状,为叶片式气液分离技术应用选择及优化提供了参考。归纳了气流速度、压力以及入口湿度等操作工况对波形板叶片式分离元件性能的内在影响规律。最后,结合分离机理、结构研究与性能影响规律对波形板叶片式分离元件的结构设计与性能优化方向进行了总结与展望。 展开更多

关键词 叶片式分离元件 分离机理 性能优化 结构研究

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基于β射线法的气溶胶浓度连续检测方法研究 被引量：1

8

作者 王亚彬 胡飞 +3 位作者 周岩 陈宇 李京 刘震 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第1期17-20,24,共5页

为解决过程工业领域管道内高浓度气溶胶无法连续检测的问题,在实验室建立了一种基于β射线法的气溶胶浓度连续检测装置,研究射线辐射强度、气体流速等对检测结果的影响。实验结果表明,该装置可测量浓度下限为250 mg/m^(3),在保持合适的... 为解决过程工业领域管道内高浓度气溶胶无法连续检测的问题,在实验室建立了一种基于β射线法的气溶胶浓度连续检测装置,研究射线辐射强度、气体流速等对检测结果的影响。实验结果表明,该装置可测量浓度下限为250 mg/m^(3),在保持合适的射线辐射强度的情况下,气溶胶粒子在测量区域停留的时间延长,有利于提高检测结果的准确度。建立了射线强度与气溶胶浓度的关联计算模型,发现在气溶胶浓度处于400~2000 mg/m^(3)时,该检测方法与质量法的误差低于9%,误差主要原因在于高浓度颗粒群对β射线的散射作用增强。研究结果为高浓度气溶胶实时测量与高效分离提供依据。 展开更多

关键词 气溶胶 高浓度 Β射线法 连续检测

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基于微波技术的天然气管道内颗粒物在线检测方法研究 被引量：4

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作者 陈俊先 姬忠礼 +4 位作者 赵瑜 张倩 周岩 刘猛 刘震 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期1042-1053,共12页

针对天然气管道内颗粒物难以检测的问题,提出了一种基于微波技术的管道内颗粒物在线检测方法。首先对我国天然气管网内颗粒物进行特征分析,并基于微波测量原理以密封探针的方式实现了微波在管道中的传输;其次,采用有限元仿真软件对密封... 针对天然气管道内颗粒物难以检测的问题,提出了一种基于微波技术的管道内颗粒物在线检测方法。首先对我国天然气管网内颗粒物进行特征分析,并基于微波测量原理以密封探针的方式实现了微波在管道中的传输;其次,采用有限元仿真软件对密封探针结构优化以及管道尺寸(两探针间距)进行研究,分析微波测量系统的电流分布规律和最优结构参数;最后,搭建实验平台,定量分析了不同工况下测量系统输出电压与颗粒物浓度的影响规律。结果表明,当管道内液滴浓度在39~210mg/m^(3)变化时,采用二次函数拟合测量系统输出电压与液滴浓度的关系,可决系数R2在0.966以上;各信号采样点的相对示值误差平均值在5.20%上下波动,测量系统重复性都在0.24%范围内变化。 展开更多

关键词 颗粒物 天然气 优化设计 在线检测 测量 微波 模拟

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孔径梯度分布对亲油型滤材气液过滤性能的影响 被引量：17

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作者 陈锋 姬忠礼 齐强强 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期1442-1451,共10页

在天然气净化、大型旋转机械曲轴箱通风和压缩空气过滤等领域,气液聚结过滤器具有广泛的应用。利用滤材过滤性能实验装置,分析了气液过滤过程中不同孔径梯度分布的亲油型滤材的压降、穿透率和饱和度变化,比较了其过滤性能、内部液体分... 在天然气净化、大型旋转机械曲轴箱通风和压缩空气过滤等领域,气液聚结过滤器具有广泛的应用。利用滤材过滤性能实验装置,分析了气液过滤过程中不同孔径梯度分布的亲油型滤材的压降、穿透率和饱和度变化,比较了其过滤性能、内部液体分布特性以及对液滴二次夹带现象的影响。结果表明:在气液过滤过程"通道压降"阶段,孔径递增滤材压降和0.8μm以上液滴穿透率的变化曲线具有明显的分层特征。不同孔径梯度分布滤材的稳态过滤性能存在明显差异,主要原因是滤材内部存在液体运移通道的传递现象。通过与孔径递减和孔径均匀分布滤材的稳态过滤性能对比,发现孔径递增滤材在保证较低压降的同时具有最高的品质因子,有利于减少液滴二次夹带现象的发生,且对0.8μm以上不同粒径液滴均具有最高的过滤效率,即孔径递增滤材在气液聚结过滤器设计中更具优势。 展开更多

关键词 纤维滤材 过滤 气溶胶 聚结 二次夹带

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高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究 被引量：7

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作者 刘震 杜华东 +1 位作者 胡旭 姬忠礼 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2669-2679,共11页

为探究高压工况下天然气滤芯的过滤性能变化规律及影响因素,选取了四种规格的滤芯为研究对象,开展了现场实验和实验室性能测试。发现在现场运行410 d后,四种滤芯的压差平均增长约20%,在相同气固过滤实验条件下压差增长速率更大,而四种... 为探究高压工况下天然气滤芯的过滤性能变化规律及影响因素,选取了四种规格的滤芯为研究对象,开展了现场实验和实验室性能测试。发现在现场运行410 d后,四种滤芯的压差平均增长约20%,在相同气固过滤实验条件下压差增长速率更大,而四种滤芯的过滤效率和品质因子的差异相对缩小。高压工况下过滤材料压缩了7%~31%,大量颗粒嵌入过滤材料或沉积在表面,各过滤层的透气度普遍下降,而抗拉强度均有所上升。结果表明,选用孔径分布均匀的纤维材料、过滤精度梯级设计的复合材料,对过滤层打褶以及采用导流式骨架,均有助于滤芯在高压运行工况下长周期稳定可靠运行。 展开更多

关键词 天然气 过滤 多孔介质 压差 孔径

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基于Eyring绝对速率理论的流体混合物黏度推算

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作者 朱晨阳 刘向阳 +1 位作者 何茂刚 陈光进 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期4826-4837,共12页

为了建立起一个统一的、可同时应用于纯质与混合物高压黏度计算的绝对速率理论模型,基于此前已有的纯质黏度模型,提出了相应的混合法则,将其扩展至对混合流体的计算当中。为验证模型精度,首先选取了27种纯质流体,通过拟合其黏度数据得... 为了建立起一个统一的、可同时应用于纯质与混合物高压黏度计算的绝对速率理论模型,基于此前已有的纯质黏度模型,提出了相应的混合法则,将其扩展至对混合流体的计算当中。为验证模型精度,首先选取了27种纯质流体,通过拟合其黏度数据得到模型参数。随后,对27种二元混合物以及3种三元混合物的黏度进行了计算。其中,对于二元混合物,仍需要引入额外的二元交互参数,可通过拟合混合体系黏度数据得到。结果表明,该黏度模型对所选纯质、二元混合物和三元混合物的黏度均有着较高的计算精度,其相对偏差的平均绝对值分别为1.54%、2.35%和3.86%,最大偏差为8.62%、12.9%和19.7%。最后,将本文模型与自由体积模型进行了比较,其对高黏度和互缔合流体的计算精度均高于后者。 展开更多

关键词 绝对速率理论 混合物 高压 黏度 模型

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疏油改性对玻纤聚结元件气液过滤性能的影响 被引量：5

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作者 刘宇峰 姬忠礼 +2 位作者 陈锋 刘震 常程 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5644-5654,共11页

气液聚结元件在压缩气体净化等工业领域应用广泛,目前聚结元件的性能难以满足行业不断增长的需求,但是提高聚结元件过滤效率的同时,阻力也会随之升高,不利于其综合性能的优化。为研制低阻高效的聚结元件,利用不同浓度氟硅氧烷丙烯酸酯... 气液聚结元件在压缩气体净化等工业领域应用广泛,目前聚结元件的性能难以满足行业不断增长的需求,但是提高聚结元件过滤效率的同时,阻力也会随之升高,不利于其综合性能的优化。为研制低阻高效的聚结元件,利用不同浓度氟硅氧烷丙烯酸酯溶液对聚结滤材进行疏油改性,分析了表面能不同的滤材在气液过滤过程中压降、过滤效率以及二次夹带现象的变化,并对改性在聚结滤芯上的应用效果进行研究。结果表明,改性滤材在过滤效率提高10%的同时,稳态压降可降低约30%。滤材表面性质变化导致的跳跃压降减小是稳态压降降低的主要原因;滤材内液体分布对扩散、惯性分离作用的增强以及二次夹带的减少是效率提高的主要原因。对于表面能不同的疏油滤材,稳态压降和效率均随表面能的减小而升高。聚结滤芯经过改性后品质因子最大可提高92%。 展开更多

关键词 疏油 表面 过滤 分离 聚结元件

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煤粉颗粒静电生成的实验研究 被引量：1

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作者 房佳 赵彦琳 +1 位作者 姚军 WANG Chi-Hwa 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第2期220-227,共8页

煤粉颗粒广泛应用于采矿、能源等气固两相传输行业中。在工作过程中,煤粉颗粒之间及颗粒与壁面之间的碰撞与摩擦会产生静电,若不及时放电,会在工作系统中逐渐积累,给安全生产带来很多问题,如煤粉颗粒结团、堵塞和爆炸等危害。此外,气固... 煤粉颗粒广泛应用于采矿、能源等气固两相传输行业中。在工作过程中,煤粉颗粒之间及颗粒与壁面之间的碰撞与摩擦会产生静电,若不及时放电,会在工作系统中逐渐积累,给安全生产带来很多问题,如煤粉颗粒结团、堵塞和爆炸等危害。此外,气固两相流中煤粉颗粒带电会导致一系列测量问题,严重影响测量精度,甚至损坏仪器等。基于已有单颗粒静电生成的测量实验系统,研究三角形煤粉颗粒的各个因素对静电生成的影响,对诸因素进行比较分析,发现颗粒的长宽比、面积、前冲角、相对湿度及表面粗糙度均对静电有较大的影响,总结煤粉单颗粒静电生成机理及影响因素。 展开更多

关键词 煤粉 颗粒 静电 表面粗糙度

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液固两相射流冲击磨损的数值计算与实验研究

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作者 赵彦琳 曾子华 +1 位作者 葛少恒 姚军 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1289-1296,共8页

应用实验与数值模拟研究液固两相射流对不锈钢材料的冲蚀磨损行为,分析不同质量分数、粒径情况下样品的平均磨损率,并基于数值模拟预测不同射流速度工况下的冲刷磨损率,最终建立冲刷磨损率与射流速度的关系模型。研究结果表明:单相射流... 应用实验与数值模拟研究液固两相射流对不锈钢材料的冲蚀磨损行为,分析不同质量分数、粒径情况下样品的平均磨损率,并基于数值模拟预测不同射流速度工况下的冲刷磨损率,最终建立冲刷磨损率与射流速度的关系模型。研究结果表明:单相射流流场的数值模拟结果与实验结果吻合较好;在距离射流中心区域不同径向距离上,平均速度的变化趋势较一致;在近壁面处,射流轴向速度突然减小,造成雷诺切应力增大。在远离壁面处,其法向速度逐渐增大,脉动速度相应增大,雷诺切应力增大;当射流继续远离壁面时,雷诺切应力开始减小直到趋近于0;在喷嘴正下方,压力分布存在1个滞止区,此处压力高于四周压力;下游冲刷磨损率先升高再稍微下降,而上游冲刷磨损率明显下降;实验样品表面微观测试结果验证了不同区域冲刷磨损率分布的正确性。 展开更多

关键词 液固两相 射流 磨损 数值计算

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基于光闪烁法的油雾浓度在线检测方法研究 被引量：1

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作者 林光耀 胡飞 +1 位作者 姬忠礼 刘震 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期103-117,共15页

针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁... 针对压缩机出口除油器效率性能评价,提出一种基于光闪烁法的润滑油油雾液滴浓度在线检测方法。基于颗粒系层模型和Lambert-Beer定律,以层测量体透过率作为泊松分布随机变量,推导了光闪烁法在长光程平行光束下的颗粒浓度检测模型。闪烁频率根据测量体大小、颗粒直径和颗粒速度确定,并通过影响闪烁信号的拟合方差影响检测精度。对于某型压缩机润滑油,通过光谱扫描和主成分分析法确定了在可见光波段,400 nm波长光束具有最佳的检测灵敏度和正相关性。实验结果表明,相较于光透射法,在0~50 mg·m^(−3)油雾浓度范围内基于光闪烁法检测标定结果误差小于10%,线性相关系数R2=0.989。 展开更多

关键词 光闪烁法 润滑油油雾 颗粒浓度测量 光闪烁频率 最佳检测波长

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超临界CO_(2)与PAG润滑油互溶性的分子动力学模拟 被引量：1

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作者 杨风允 陈锋 +5 位作者 刘俊 曹颜玉 张晓敏 贾津耀 姬忠礼 吴小林 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1353-1363,共11页

选取超临界CO_(2)和聚乙二醇合成油(PAG润滑油)作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,考察超临界CO_(2)体系、PAG润滑油体系及二者混合体系在不同温度、压力、CO_(2)含量、PAG润滑油含量等条件下CO_(2)和PAG润滑油的互溶性变化规律。结... 选取超临界CO_(2)和聚乙二醇合成油(PAG润滑油)作为研究对象,采用分子动力学模拟方法,考察超临界CO_(2)体系、PAG润滑油体系及二者混合体系在不同温度、压力、CO_(2)含量、PAG润滑油含量等条件下CO_(2)和PAG润滑油的互溶性变化规律。结果表明:对于CO_(2)摩尔分数100%、PAG润滑油质量分数22.23%的混合体系,在压力为10 MPa、温度由313.15 K升至353.15 K时,混合体系的溶解度参数差值增大80.5%,分子间结合能减小13.8%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性减弱;在温度为393.15 K、压力由10 MPa升至50 MPa时,混合体系溶解度参数差值减小55.7%,分子间结合能增大19.1%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性增强;混合体系中CO_(2)摩尔分数由25%升高至100%时,体系密度和溶解度参数均增大,CO_(2)溶解性能提高,此时溶解度参数差值降低了52.9%,CO_(2)和PAG润滑油互溶性增强。当混合体系中PAG润滑油的质量分数增加至60%以上时,CO_(2)和PAG润滑油的互溶性主要与润滑油含量有关。CO_(2)和润滑油互溶性变化规律的研究结果为海上高压超临界CO_(2)压缩机的研发和应用提供理论支撑。 展开更多

关键词 超临界CO_(2) 润滑油 分子动力学模拟 溶解度参数 互溶性 周期性盒子

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基于微波谐振原理的天然气管道内液滴浓度测量方法

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作者 陈俊先 刘震 +3 位作者 焦文磊 张天钰 吕家孟 姬忠礼 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期734-742,共9页

针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm... 针对天然气管道内液滴杂质难以直接检测,常规离线检测方法滞后性严重的问题。本文研究了基于微波谐振原理的液滴浓度双参数在线测量方法,利用COMSOL数值模拟建立了微波谐振测量传感器模型,通过参数化扫描确定了当谐振探针直径R_(C)=6mm时,传感器测量管道中心区域的电场强度最大值可达14100V/m,电流密度平均值j_(avg(x))为1015.48,电流密度最大偏差I_(max(x))为0.95,表明微波谐振测量传感器达到最优结构参数。开展了液滴浓度变化对微波谐振测量传感器影响的实验。实验结果表明,该方法与离线称重法具有良好的一致性。传感器谐振频率偏移变化量和响应幅值有效增量对液滴浓度变化敏感,并呈线性相关趋势。传感器重复率在0.25%左右波动,展现了微波谐振方法良好的稳定性。这将为高压天然气管道内液滴浓度在线测量提供一种新的指导和研究思路。 展开更多

关键词 液滴 微波测量 多相流 天然气 优化设计 模拟

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气体含液浓度对亲油型聚结滤芯压降及含液量的影响 被引量：4

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作者 刘佳霖 吴小林 +1 位作者 姬忠礼 常程 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期330-339,共10页

针对天然气输送管路中气体含液浓度变化范围宽且严重影响滤芯正常使用的问题,为了分析气体含液浓度对滤芯压降和含液量的影响,以及研究不同层数滤芯应用于不同浓度工况下的可行性,利用滤芯过滤性能评价装置比较了0.07~1.00 g×m^(-3... 针对天然气输送管路中气体含液浓度变化范围宽且严重影响滤芯正常使用的问题,为了分析气体含液浓度对滤芯压降和含液量的影响,以及研究不同层数滤芯应用于不同浓度工况下的可行性,利用滤芯过滤性能评价装置比较了0.07~1.00 g×m^(-3)不同气体含液浓度条件下不同层数滤芯的压降变化。结果表明:气体含液浓度通过改变滤材内运移液体的通道数目而对滤芯通道压降产生较大影响,浓度升高导致通道数目增多、通道形成时间缩短、滤芯各层含液量增多。同时发现,通道压降随气体含液浓度的增大呈非线性增长,其中气体含液浓度影响的滤材含液量是否达到饱和值,是通道压降急剧上升的关键。此外,滤芯层数通过影响通道数目而改变通道压降增长趋势,当气体含液浓度在0.2~0.4 g×m^(-3)时,增加滤芯层数,可以降低通道压降。建立的气体含液浓度、滤芯层数与通道压降的关系模型可为工程实际中滤芯结构优化和不同浓度工况下通道压降预测提供指导帮助。 展开更多

关键词 天然气 气体含液浓度 过滤 压降 滤芯层数

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亲油型聚结滤芯饱和度预测模型研究 被引量：3

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作者 常程 姬忠礼 刘佳霖 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5610-5619,共10页

纤维聚结滤芯广泛用于压缩空气净化、发动机曲轴箱通风、加工和切割等一系列工艺过程中,用于除去气流中的液体气溶胶颗粒。由于聚结滤芯饱和度对于过滤效率及阻力具有重要影响,因此建立饱和度与滤材参数及操作条件之间的关系将有助于优... 纤维聚结滤芯广泛用于压缩空气净化、发动机曲轴箱通风、加工和切割等一系列工艺过程中,用于除去气流中的液体气溶胶颗粒。由于聚结滤芯饱和度对于过滤效率及阻力具有重要影响,因此建立饱和度与滤材参数及操作条件之间的关系将有助于优化滤芯结构并提高过滤性能。目前实际工业用聚结滤芯通常由多层微米级玻璃纤维材料组成,然而现有计算模型无法用于此类滤芯的饱和度预测。因此,本文基于多种常用亲油型聚结滤芯压降及饱和度实验测试结果,根据“跳跃-通道”模型及毛细管理论建立了新的饱和度预测模型。通过与大量已发表文献数据对比发现,当饱和值大于0.2时,预测值与实验结果吻合度较好,相对偏差≤20%。随着饱和度的降低,滤芯润湿区域和非润湿区域之间界限逐渐明显,此时无需对毛细管半径进行修正。然而,新模型仍然要依靠压降测量值进行计算,这一问题需在后续工作中加以解决。 展开更多

关键词 聚结 过滤 气溶胶 饱和度 模型

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