入口流量及粉尘粒径对双级旋流管分离特性的影响

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作者 丁昊鹏 孙苒博 +4 位作者 姬忠礼 曹海宇 乔梦华 彭宁建 吴小林 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页

通过称重和离线采样的方法,研究了双级旋流管入口流量和不同平均粒径粉尘对双级旋流管的总分离效率和粉尘粒径分级效率的影响规律。结果表明:双级旋流管具有较高的总分离效率,在入口流量108 m^(3)/h下对平均粒径47.41μm粉尘的总分离效... 通过称重和离线采样的方法,研究了双级旋流管入口流量和不同平均粒径粉尘对双级旋流管的总分离效率和粉尘粒径分级效率的影响规律。结果表明:双级旋流管具有较高的总分离效率,在入口流量108 m^(3)/h下对平均粒径47.41μm粉尘的总分离效率可高达99.55%,且对粒径10~30μm范围内颗粒的分离效率最优;第一级旋流管中粉尘颗粒受弹跳、二次夹带的影响,分离时针对粉尘浓度高、平均粒径小的颗粒,可选择较低阻、排尘空间较大的结构设计,同时适当增加抽气率;第二级旋流管中粉尘颗粒受颗粒间作用力(破碎或磨损)的影响,分离时针对粉尘浓度小、平均粒径大的颗粒,可选择较高效的结构设计,并适当减少抽气率;双级旋流管存在对粉尘颗粒分级效率最优的粒径区间,区间内分级效率几乎不随粒径增大而变化。 展开更多

关键词 双级旋流管 入口流量 粉尘 粒径 含尘浓度 分离效率 分级效率

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基于OpenFOAM的缺陷壁面附近空化泡动力学过程模拟

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作者 杜先荣 尹建勇 +2 位作者 张永学 田磊 马明凯 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页

基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形... 基于OpenFOAM平台,采用汽液两相可压缩空化泡动力学模型对缺陷壁面附近空化泡的动力学行为进行了深入研究。结果表明:缺陷深度及缺陷形状显著影响了空化泡的动力学特性;相比于矩形缺陷,楔形缺陷更容易导致空化泡溃灭时能量集中,从而形成更为强烈的溃灭,造成更大的壁面压力峰值;随着缺陷深度的增加,空化泡第一次溃灭所造成的壁面压力峰值出现先减小后几乎不变的情况,空化泡第二次溃灭所造成的压力峰值一直在减小。 展开更多

关键词 空化泡 缺陷壁面 压力峰值 数值模拟 OPENFOAM

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旋风分离器环形空间顶灰环的流动特性 被引量：3

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作者 曹鸣谦 陈建义 +2 位作者 樊骁琦 崔灏 魏耀东 《石油学报（石油加工）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期183-192,共10页

旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口... 旋风分离器环形空间内由于二次涡的作用在上部存在一个旋转的顶灰环,不仅会降低分离效率,而且会造成冲蚀磨损。采用有机玻璃制造的PV型旋风分离器(筒体直径D=160 mm)以及丙烯腈待生催化剂和铁矿粉,在入口气速(v_(in))为12~20 m/s、入口气流颗粒质量浓度(C_(in))为10~100 g/m^(3)条件下进行实验,利用高速摄像机考察顶灰环的流动特性。实验结果表明:顶灰环存在周期性脱落现象;脱落周期与入口气速和入口气流颗粒质量浓度有关,且随入口气速增大而增大,随入口气流颗粒质量浓度增大而减小。为进一步分析顶灰环的形成机理,利用Fluent模拟了环形空间的气相流场。结果表明,二次涡对颗粒群的夹带形成了顶灰环,顶灰环颗粒的积累导致顶灰环发生周期性脱落。在模拟分析基础上建立了基于准数关联的顶灰环脱落周期的预测模型。 展开更多

关键词 旋风分离器 顶灰环 颗粒聚集 脱落 数值模拟

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基于等效沉降速度粒径的旋风分离器性能表征研究 被引量：3

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作者 刘秀林 陈建义 陈功 《炼油技术与工程》 CAS 2017年第4期42-47,共6页

选取粉煤灰、硅微粉、滑石粉与重晶石粉4种物性不同的颗粒物,分别用激光粒度仪与离心沉降粒度仪对颗粒物进行测量并比较基于不同等效原理的粒度分布;用粉煤灰与硅微粉在直径为300 mm的标准PV型旋风分离器上进行性能实验,测得基于不同等... 选取粉煤灰、硅微粉、滑石粉与重晶石粉4种物性不同的颗粒物,分别用激光粒度仪与离心沉降粒度仪对颗粒物进行测量并比较基于不同等效原理的粒度分布;用粉煤灰与硅微粉在直径为300 mm的标准PV型旋风分离器上进行性能实验,测得基于不同等效粒径的粒级效率;参考颗粒物大小、密度和形状等影响分离的物理性质提出等效沉降速度粒径的概念,并用其作为基准来表征粒级效率。结果表明:相同的操作条件下,颗粒的等效沉降速度粒径相同,则其分离效率相等。最后用滑石粉与重晶石粉进行实验,验证了以上结果,说明颗粒的等效沉降速度粒径可以准确表征颗粒的旋风分离能力,为旋风分离器的工程设计和应用提供了依据。 展开更多

关键词 旋风分离器 非球形颗粒 粒级效率 等效沉降速度粒径

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静电纺聚丙烯腈纳米纤维复合滤材的制备及其气液过滤性能 被引量：12

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作者 陈锋 姬忠礼 齐强强 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期8-13,共6页

为探究纳米纤维物性参数对复合滤材气液过滤性能的影响,利用静电纺丝方法在普通玻璃纤维滤材上制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维层,以3层堆叠方式得到不同纳米纤维层面密度和纤维直径的复合滤材。在相同实验条件下,以癸二酸二辛酯(DEHS)为... 为探究纳米纤维物性参数对复合滤材气液过滤性能的影响,利用静电纺丝方法在普通玻璃纤维滤材上制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维层,以3层堆叠方式得到不同纳米纤维层面密度和纤维直径的复合滤材。在相同实验条件下,以癸二酸二辛酯(DEHS)为实验介质,通过滤材气液过滤性能实验装置分析了不同复合滤材的过滤效率、压降和品质因子。结果表明:复合滤材的稳态过滤效率和压降均随着纳米纤维层面密度的增大而增加,但稳态品质因子呈现先增加后降低的趋势,且在面密度为0.4 g/m2时达到最大值;在面密度相等的条件下,纳米纤维直径由706.5 nm降低到520.1 nm,滤材的稳态过滤效率和品质因子均随着纳米纤维直径的减小而逐渐增加,表明在复合滤材中宜选用纤维直径较小的纳米纤维层。 展开更多

关键词 静电纺丝 聚丙烯腈 复合滤材 过滤性能 纳米纤维

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杆状内构件对旋风分离器流场和性能的调控 被引量：1

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作者 解凯 王娟 +3 位作者 王江云 李迪 孙国刚 毛羽 《炼油技术与工程》 CAS 2023年第3期43-49,共7页

采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计... 采用雷诺应力模型(Reynold Stress Model,RSM)和DPM模型(Discrete Phase Model,DPM)对增设杆状内构件的Stairmand型旋风分离器内的气固两相流动进行了数值模拟分析,考察了不同杆件位置对旋流流场特征和涡结构及分离效率的影响规律。计算结果表明,增设杆件于旋分器内部非轴心位置,随着杆远离几何中心切向速度先增大后减小,且当杆件置于外旋流区域时切向速度降低幅度更大。因此,杆件置于非轴心位置时能起到减阻的效果,且随着杆远离几何中心,减阻幅度先增加后减小,杆件位于外旋流时减阻幅度最大,最高可达38.3%。随着杆件远离旋风分离器几何中心,Stk 50先增大后减小,其分离性能先降低后升高。杆件置于轴心位置时,分离效率最高,同时压力降也最高。杆件位置的改变能影响旋风器的流场分布,从而影响其性能。可以根据应用场景的需求,选择合适杆件的位置。以高分离效率为标准时,可将杆件置于距离几何中心较近的位置,甚至置于几何中心处。以低能耗为标准时,可将杆件置于距离几何中心较远的位置。 展开更多

关键词 杆状内构件 旋风分离器 湍流模型 气固两相流模型 切向速度 涡量分析 压力降 分离效率

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旋风分离器的压力降计算 被引量：2

7

作者 袁怡 孙国刚 +1 位作者 周发戚 杨晓楠 《炼油技术与工程》 CAS 2016年第10期39-44,共6页

以应用中最为常见的筒锥型切流返转式旋风分离器为对象,考察了旋风分离器各结构尺寸及入口气速对压力降的影响,评价了若干压力降模型的适用性。结果表明,Stairmand压力降计算模型的均方差最小,但由于其忽略了几何放大对压力降系数的影响... 以应用中最为常见的筒锥型切流返转式旋风分离器为对象,考察了旋风分离器各结构尺寸及入口气速对压力降的影响,评价了若干压力降模型的适用性。结果表明,Stairmand压力降计算模型的均方差最小,但由于其忽略了几何放大对压力降系数的影响,限制了该压力降模型的适用性。利用相似与模化的分析方法,在对文献给出的实验数据进行回归分析的基础上,修正了Stairmand压力降计算模型,并将修正式的计算结果与实验测量值及另外多篇文献中给出的切流返转式旋风分离器在不同结构尺寸及操作气速共计150种工况下的实验数据进行对比,结果表明,修正式的精度更高,适用范围更广,可以满足旋风分离器设计计算的要求。 展开更多

关键词 旋风分离器 压力降模型 适用性 回归分析

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基于相似分析和人工神经网络的管柱式气液旋流分离器压降预测模型 被引量：2

8

作者 王亚安 陈建义 +3 位作者 贾中会 岳题 杨洋 韩明珊 《中国海洋平台》 2019年第4期78-86,共9页

为了全面预测管柱式气液旋流分离器的分离性能,对其气液相流动现象进行相似分析,获得表征气液相流动的关键相似准数。在此基础上,结合大量试验数据,运用MATLAB神经网络工具箱,建立3层BP神经网络模型。通过输入表征结构参数、操作参数和... 为了全面预测管柱式气液旋流分离器的分离性能,对其气液相流动现象进行相似分析,获得表征气液相流动的关键相似准数。在此基础上,结合大量试验数据,运用MATLAB神经网络工具箱,建立3层BP神经网络模型。通过输入表征结构参数、操作参数和液相物性参数的相似准数,模拟输出溢流压降。结果表明,将相似准数作为参数对神经网络进行训练可提高神经网络的泛化能力,其预测值与试验值吻合良好,平均误差小于15%。将相似理论与人工神经网络相结合是预测管柱式气液旋流分离器分离性能的有效方法。 展开更多

关键词 管柱式气液旋流分离器 相似理论 人工神经网络 压降预测

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纳米纤维膜润湿性对三明治结构复合过滤材料气液过滤性能的影响

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作者 陈锋 姬忠礼 +3 位作者 于文瀚 董伍强 王倩琳 王德国 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期63-69,85,共8页

为提高纳米纤维膜的气液过滤性能,通过静电纺丝技术制备不同组分纳米纤维膜,与不同润湿性玻璃纤维基材组成三明治结构复合过滤材料,分析了纳米纤维膜润湿性对复合过滤材料气液过滤性能的影响以及玻璃纤维基材与纳米纤维膜间润湿性的作... 为提高纳米纤维膜的气液过滤性能,通过静电纺丝技术制备不同组分纳米纤维膜,与不同润湿性玻璃纤维基材组成三明治结构复合过滤材料,分析了纳米纤维膜润湿性对复合过滤材料气液过滤性能的影响以及玻璃纤维基材与纳米纤维膜间润湿性的作用关系。结果表明:亲油玻璃纤维基材与纳米纤维膜制备的复合过滤材料对亚微米液滴的过滤效率较原玻璃纤维基材升高11.9%,品质因子随纳米纤维膜润湿性增大而增大;疏油玻璃纤维基材与纳米纤维膜制备的复合过滤材料的稳态压降大幅上升,过滤效率增加明显,但对亚微米和微米级液滴的品质因子均降低,较原玻璃纤维基材分别下降57%和63%;复合过滤材料的过滤性能受基材润湿性影响,仅当背风基材侧亲油时添加纳米纤维膜可提高综合过滤性能。 展开更多

关键词 静电纺丝 纳米纤维膜 玻璃纤维基材 润湿性 复合过滤材料 气液过滤性能

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基于数据融合技术的水下油气井计量方法研究 被引量：3

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作者 马文礼 马福利 王艳芝 《石油化工设备》 CAS 2019年第4期9-14,共6页

虚拟流量计系统具有成本低、精度高等优点,逐渐成为水下油气井生产计量的一种新方式,其核心是依托多相流模拟技术的油气井流量算法。为了提高虚拟流量计系统在线应用时的可靠性和精度,基于数据融合技术和多个物理流量模型,设计了分别基... 虚拟流量计系统具有成本低、精度高等优点,逐渐成为水下油气井生产计量的一种新方式,其核心是依托多相流模拟技术的油气井流量算法。为了提高虚拟流量计系统在线应用时的可靠性和精度,基于数据融合技术和多个物理流量模型,设计了分别基于D-S证据理论、不确定度理论和神经网络理论的3种融合流量估计方法。现场生产数据测试结果表明,数据融合流量估计方法的平均误差维持在5%以内,且当单个物理流量模型失效时,融合技术仍能给出最优的计量结果,保证了整个虚拟流量计系统的可靠性。 展开更多

关键词 油气井 流量 预测 数据融合 虚拟流量计

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煤层气井底节流阀节流效应数值模拟 被引量：5

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作者 周劲辉 张云 +1 位作者 熊至宜 尚洁 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期144-151,共8页

在煤层气开采过程中,设置节流阀以降低压力和控制流量,但节流后如果温度下降,在一定条件下容易形成天然气水合物。为获得煤层气通过节流阀节流后形成水合物的条件,利用数值模拟方法,研究节流比、进口压力等参数对节流效应的影响。结果表... 在煤层气开采过程中,设置节流阀以降低压力和控制流量,但节流后如果温度下降,在一定条件下容易形成天然气水合物。为获得煤层气通过节流阀节流后形成水合物的条件,利用数值模拟方法,研究节流比、进口压力等参数对节流效应的影响。结果表明:在进口压力为1、2、3、4、5和6 MPa,当节流比不变时,压降和温降均随着进口压力增大而增大,焦汤系数随着进口压力增大逐渐减小;当进口压力不变时,压降和温降均随节流比增大而减小;当进口压力大于5 MPa时,易形成天然气水合物。 展开更多

关键词 节流效应 焦汤系数 温降 天然气水合物 煤层气

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基于油嘴阀门特性的天然气井流量预测方法 被引量：1

12

作者 马文礼 王艳芝 《管道技术与设备》 CAS 2019年第3期23-26,共4页

在流体过油嘴的质量守恒方程、动量守恒方程及能量守恒方程的基础上,考虑了流体过油嘴阀门喉部的不可逆损失,推导了适用于天然气井流量计算的油嘴模型,并给出了该模型流量系数的校正算法。该模型的现场应用结果表明,至少有90%的数据样... 在流体过油嘴的质量守恒方程、动量守恒方程及能量守恒方程的基础上,考虑了流体过油嘴阀门喉部的不可逆损失,推导了适用于天然气井流量计算的油嘴模型,并给出了该模型流量系数的校正算法。该模型的现场应用结果表明,至少有90%的数据样本点的相对误差落在10%以内,且能够较好地适应调产的情况,基本满足现场要求。 展开更多

关键词 天然气井 油嘴阀门 流量预测 流量系数 虚拟流量计 多相流

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