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不等大液滴在不同润湿性壁面碰撞聚结过程实验研究 被引量:1
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作者 邢雷 张金明 +2 位作者 蒋明虎 赵立新 关帅 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期43-48,共6页
在工业生产过程中,液滴碰撞的控制和利用对于涂覆、喷涂、沉积等工艺有着重要意义。为了分析不等大液滴在不同湿润性壁面碰撞聚结的过程,制备了体积比为12的不等大液滴,利用高速摄像技术,开展了不同润湿性基板上小液滴撞击大液滴的碰撞... 在工业生产过程中,液滴碰撞的控制和利用对于涂覆、喷涂、沉积等工艺有着重要意义。为了分析不等大液滴在不同湿润性壁面碰撞聚结的过程,制备了体积比为12的不等大液滴,利用高速摄像技术,开展了不同润湿性基板上小液滴撞击大液滴的碰撞实验,对液滴碰撞聚结动力学行为进行分析。实验结果表明,在韦伯数为8.07≤We≤40.38与基板接触角α=100°、120°、145°、160°的实验范围内,液滴出现反弹聚结和接触聚结两种现象。双液滴碰撞聚结后,液滴的最大铺展直径与韦伯数呈正相关,与基板接触角呈负相关。最大射流高度随韦伯数增加先升高后降低,随接触角增加而增加。实验范围中,双液滴碰撞聚结过程中最大铺展直径为d_(p,max)=8.41 mm,最大射流高度h_(s,max)=6.92 mm。 展开更多
关键词 液滴碰撞 不等大液滴 聚结 接触角 韦伯数
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电场-旋流耦合强化多相介质分离研究进展 被引量:1
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作者 周龙大 赵立新 +2 位作者 徐保蕊 张爽 刘琳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期3443-3456,共14页
概述了国内外基于电场-旋流耦合场来强化非均多相分离的研究进展,并对相应强化分离方法进行分析与归纳。根据不同介质类别分别介绍了电场-旋流耦合强化液-液分离、气-固分离、气-液分离、固-液分离等多相介质分离技术、设备及工作原理,... 概述了国内外基于电场-旋流耦合场来强化非均多相分离的研究进展,并对相应强化分离方法进行分析与归纳。根据不同介质类别分别介绍了电场-旋流耦合强化液-液分离、气-固分离、气-液分离、固-液分离等多相介质分离技术、设备及工作原理,例如:动态/静态静电旋流脱水装置、静电旋风除尘器/摩擦旋风分离器、静电旋风除雾器及电动旋液分离器。总结了电场类型与分布、耦合场与液滴、颗粒作用、耦合场数值模拟方法等,为研究电场-旋流耦合强化分离多相介质提供依据。针对特殊多相介质(如黏度大、密度差小及弱/无电导率等)分离性能较差的问题,本文提出应综合考虑耦合设备的结构尺寸、操作参数及安装条件,在提高分离效率的基础上,应加强电场-旋流耦合装置运行安全性的研究以扩大耦合强化多相介质分离的适用范围。 展开更多
关键词 电场-旋流耦合场 强化分离 多相介质 旋流装置 数值模拟 优化设计
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磁场强化多相介质分离技术进展 被引量:1
3
作者 车中俊 赵立新 葛怡清 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2839-2851,共13页
概述了国内外基于磁场来强化非均相介质分离的研究进展,对相关的强化方法进行了分析和对比。根据磁场作用的非均相介质类别介绍了不同领域磁场辅助多相介质分离技术、设备及工作原理,如磁选机、涡电流分选机、重介质磁力旋流器、磁盘分... 概述了国内外基于磁场来强化非均相介质分离的研究进展,对相关的强化方法进行了分析和对比。根据磁场作用的非均相介质类别介绍了不同领域磁场辅助多相介质分离技术、设备及工作原理,如磁选机、涡电流分选机、重介质磁力旋流器、磁盘分离器、磁场辅助分离气-固旋流器、磁流化床等。根据应用领域可简要概括为磁场辅助固体分离(具有不同导磁性的固体)、气-固分离、固-液分离、液-液分离等。总结了磁场分布、磁场与颗粒作用、磁场与流场耦合的模拟方法,为磁场强化多相介质分离提供依据。针对普通设备分离能力存在的瓶颈问题,文中提出应综合考虑磁场与设备操作参数等因素以最大限度提高分离效率,应加强磁场与流场耦合研究并将磁场强化分离领域扩大至非磁性流体。 展开更多
关键词 磁场强化 多相介质 分离 数值模拟 旋流器 优化
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旋转自进空化射流喷头性能及油管清垢实验研究
4
作者 王佳祥 王尊策 +2 位作者 徐艳 张井龙 李森 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期1522-1530,共9页
我国各大油田普遍存在油管矿物质结垢问题,空化射流因其工作压力较低时即可达到较好的清洗效果而应用于油管清洗,通过喷头的旋转实现内壁清洗的全覆盖,但对旋转空化射流喷头的旋转速度、送进速度等性能的研究还比较少,无法有效指导旋转... 我国各大油田普遍存在油管矿物质结垢问题,空化射流因其工作压力较低时即可达到较好的清洗效果而应用于油管清洗,通过喷头的旋转实现内壁清洗的全覆盖,但对旋转空化射流喷头的旋转速度、送进速度等性能的研究还比较少,无法有效指导旋转空化射流喷头的应用。针对风琴管空化喷嘴开展了性能实验,对空化喷嘴在不同喷射靶距和喷射角度开展油管矿物质垢的清洗实验,确定了20 MPa条件下清洗的最优靶距及喷射角度;提出了旋转自进空化射流喷头结构,对不同旋转喷嘴圆柱段直径、不同入口压力条件下喷头的旋转速度及自进力进行了实验测试,得到了喷头参数对旋转速度、自进力的影响规律;开展了油管内壁矿物质垢清洗试验,得到了旋转自进空化射流喷头的压力和送进速度对清垢率的影响规律。本文可为油管矿物质垢低压条件下高效清洗提供技术支持,也可为旋转空化射流的机理研究提供借鉴。 展开更多
关键词 空化射流 旋转 自进力 油管清洗 矿物质垢
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突缩突扩圆管内离散油滴运动行为及变形特性
5
作者 邢雷 周晓庆 +3 位作者 蒋明虎 赵立新 李新亚 陈德海 《化工进展》 北大核心 2025年第1期27-37,共11页
离散油滴在变截面管道内的运动及变形特性是揭示两相流动机理的核心问题之一。以突缩突扩圆管内的离散油滴为研究对象,采用数值模拟与高速摄像实验相结合的方法,针对不同入口雷诺数条件下突缩突扩圆管内的油滴运动行为及变形特性开展研... 离散油滴在变截面管道内的运动及变形特性是揭示两相流动机理的核心问题之一。以突缩突扩圆管内的离散油滴为研究对象,采用数值模拟与高速摄像实验相结合的方法,针对不同入口雷诺数条件下突缩突扩圆管内的油滴运动行为及变形特性开展研究。结果表明:在突缩突扩圆管内,当入口雷诺数相同时,随着离散油滴粒径的增大,管内入口端及突缩区压力增大,突扩区压力回升加快,且油滴最大变形量在细管段。当油滴粒径不变时,随着入口雷诺数的增大,管内离散油滴变形量越大,油滴在管道内初始破碎位置越靠近突扩双肩且破碎程度越剧烈。当Re=6.3×10^(3)时,油滴的变形量达到最大值0.84,初始破碎位置在距离突扩双肩33.2mm处。得到了不同入口雷诺数及油滴粒径条件下突缩突扩圆管内离散油滴的运动、变形及破碎规律,为地面原油集输管网中油水两相流混输强化提供了理论参考。 展开更多
关键词 数值模拟 油滴 两相流 流动 运动行为 变形特性
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螺旋分离器进液结构对油水两相螺旋流场的影响
6
作者 徐保蕊 贾耀崇 +3 位作者 张晓光 赵立新 蒋明虎 赵珊珊 《化学工程》 北大核心 2025年第8期64-70,76,共8页
螺旋分离器进液结构具有减缓入口流体冲击流场和增强离散相聚结效果的双重作用。为研究不同进液结构对螺旋分离器的影响,采用数值模拟方法对比分析5种进液方式和8种稳流结构下螺旋分离器内的速度场、压降场以及相体积分数分布特点。结... 螺旋分离器进液结构具有减缓入口流体冲击流场和增强离散相聚结效果的双重作用。为研究不同进液结构对螺旋分离器的影响,采用数值模拟方法对比分析5种进液方式和8种稳流结构下螺旋分离器内的速度场、压降场以及相体积分数分布特点。结果表明:在入口管段各进液结构对其速度场影响明显,在螺旋管段之后速度场分布趋于相同,速度场变化规律基本一致;切向和侧向进液结构的压降相对较高,在螺旋管段之后压降趋于稳定;各进液方式分离器的分离效率稳定,变化率在2%之内;随着稳流结构高度的增加,分离器内压降有增大趋势;在稳流结构高度与主直径相等时,分离器的分离效果最好。通过对比分析,在长螺旋流道导流后,入口管段的结构形式对螺旋管段和出口管段的速度场分布、压降、分离效率影响较小,体现出入口结构形式多样化的特点,该特点对螺旋分离器未来实际应用中适应各种复杂工作环境和井下等特殊工作空间条件是非常有利的。 展开更多
关键词 螺旋分离器 进液结构 油水分离 螺旋流场 数值模拟
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单泵抽吸式井下水力旋流器结构优化与性能分析
7
作者 邢雷 刘昶 +4 位作者 蒋明虎 赵立新 高扬 李新亚 关帅 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第4期611-619,共9页
为适应单泵抽吸式同井注采工艺,减少井下采油回注设备成本,提出一种单泵抽吸式井下水力旋流器结构。结合试验设计、数值模拟及实验研究方法,对水力旋流器结构参数进行显著性分析与参数优化,构建了结构参数与分离效率间的数学关系模型,... 为适应单泵抽吸式同井注采工艺,减少井下采油回注设备成本,提出一种单泵抽吸式井下水力旋流器结构。结合试验设计、数值模拟及实验研究方法,对水力旋流器结构参数进行显著性分析与参数优化,构建了结构参数与分离效率间的数学关系模型,获得了结构参数的最佳匹配方案,并分析了操作参数对水力旋流器分离性能的影响规律。结果表明,结构优化后水力旋流器分离效率由91.2%提升至99.3%。当分流比为40%、含油浓度为1%、入口流量为5 m^(3)·h^(-1)时,达到最佳分离效率99.83%。模拟与实验呈现较好的一致性。研究可为单泵抽吸式同井注采技术的实施提供一定技术支撑。 展开更多
关键词 油水分离 水力旋流器 同井注采 分离性能 结构参数
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井下含气对油水分离管柱流场特性及性能影响
8
作者 蒋明虎 汪帆 +3 位作者 邢雷 赵立新 李新亚 陈丁玮 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3361-3372,共12页
同井注采技术是实现高含水油田经济开采的有效途径,但含气条件对井下油水分离的不利影响成为限制同井注采技术规模化应用的主要问题之一。以双泵抽吸式油水分离管柱为研究对象,采用数值模拟、PIV流场测试及高速摄像实验研究方法,开展不... 同井注采技术是实现高含水油田经济开采的有效途径,但含气条件对井下油水分离的不利影响成为限制同井注采技术规模化应用的主要问题之一。以双泵抽吸式油水分离管柱为研究对象,采用数值模拟、PIV流场测试及高速摄像实验研究方法,开展不同含气量下油水分离管柱的流场特性及分离性能研究。结果表明,含气量的增加会导致旋流器溢流管内轴向速度降低,旋流腔内切向速度最大值由2.98 m/s降低为2.88 m/s;此外,气相会扩大旋流器内低压区范围,致使旋流器内压力水平下降;并且,气相会加剧流场湍流现象,采出段内湍流动能最大值由0.21 J/kg增加到0.32 J/kg;随着含气量的增大,油相分离效率降幅加快,在研究范围内最大下降了14.43%。数值模拟结果与实验结果呈现较好的一致性。 展开更多
关键词 水力旋流器 油水分离 同井注采 分离性能 流场分析
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脱砂型重力-旋流分离器结构优化及性能分析
9
作者 李枫 齐琳 刘彩玉 《化学工程》 北大核心 2025年第7期77-82,共6页
为了进一步解决井下油水分离中采出液含砂对油田开发的不利影响,基于重力沉降原理设计一种井下脱砂型重力-旋流分离器新结构,借助响应曲面设计结合CFD-DEM(数字高程模型)数值模拟方法,对脱油除砂分离器的除砂腔结构参数进行优化设计。... 为了进一步解决井下油水分离中采出液含砂对油田开发的不利影响,基于重力沉降原理设计一种井下脱砂型重力-旋流分离器新结构,借助响应曲面设计结合CFD-DEM(数字高程模型)数值模拟方法,对脱油除砂分离器的除砂腔结构参数进行优化设计。系统分析除砂腔的3个结构参数除砂腔高度H、除砂腔宽度w、金属片长度h对固液分离效率E的影响规律,确定除砂腔的最优结构参数H为92.905 mm、w为15.958 mm、h为30.175 mm。针对响应面优化结果与初始结构开展分离性能对比研究,结果表明:优化后的脱砂型重力-旋流分离器的除砂效率为91.83%,较初始结构提高了16%;油相效率为99.52%,较初始结构提高了0.7%。构建除砂腔高度、除砂腔宽度、金属片深度与固液分离效率间的多元线性回归方程,并采用方差分析法验证公式的精度及可行性。研究可为油田开采井下除砂技术的应用提供参考。 展开更多
关键词 固液分离 重力沉降 水力旋流器 响应面优化 分离性能
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TiFe基储氢合金活化及电化学性能研究进展
10
作者 孙丽丽 关宁 +1 位作者 王勇 李永存 《材料导报》 北大核心 2025年第4期109-117,共9页
能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种... 能源危机正在催生新能源迅猛发展,氢是地球上分布广泛的元素之一,因具有高热值、丰富的来源以及环保特性而被认为是理想的次生能源。随着新能源汽车行业的快速发展,燃料电池技术,特别是镍-氢(Ni-MH)燃料电池,已成为研究的热点。在各种储氢材料中,TiFe基合金因其低成本和高储氢容量等特点备受青睐,也作为Ni-MH燃料电池的负极材料成为现代研究的焦点。TiFe基合金属于AB型储氢合金的典型代表,具有潜在的高理论储氢容量,而且在室温下表现出良好的可逆吸放氢性能。然而,TiFe基合金的应用面临一些挑战。首先,合金的激活过程要求极端条件,这增加了制备的复杂性。其次,合金在吸放氢过程中容易受到毒化作用的影响,这可能降低其性能。最后,合金的吸放氢动力学性质的波动也可能对其在电化学应用中的性能产生不利影响。这些问题限制了TiFe基合金在商业化应用中的进一步发展。单元素合金化或多元素合金化可以有效改变TiFe基合金的成分布局和晶格结构,优化储氢性能,包括提高活化动力学、增加储氢容量以及优化吸放氢动力学,还可以显著提高合金的电化学综合性能,包括最大充放电容量、高倍率放电性能及循环稳定性等。制备工艺中的铸造法和球磨法等同样可以增加合金的储氢活性,显著提高其吸放氢动力学性能,进而提升电化学充放电容量。表面改性的方法优化了合金的微观结构和接触位点,从而提高了储氢性能和循环寿命,使合金的电化学充放电过程更稳定。 展开更多
关键词 储氢合金 TiFe基合金 活化性能 电化学性能
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中心过轴式油水分离水力旋流器性能分析
11
作者 李巍巍 邢雷 +4 位作者 蔡萌 蒋明虎 马志权 郭炳乾 关帅 《石油机械》 北大核心 2025年第4期64-70,共7页
同井注采技术在井下对高含水采出液进行油水分离,而水力旋流器是同井注采技术高效运行的关键设备。为进一步提高井下油水分离水力旋流器的分离性能,结合旋流分离原理与3D打印技术,提出了中心过轴式油水分离水力旋流器。通过数值模拟方... 同井注采技术在井下对高含水采出液进行油水分离,而水力旋流器是同井注采技术高效运行的关键设备。为进一步提高井下油水分离水力旋流器的分离性能,结合旋流分离原理与3D打印技术,提出了中心过轴式油水分离水力旋流器。通过数值模拟方法结合试验研究,系统地对不同操作参数下旋流器内的流场分布特性和油水分离效率进行了分析,包括不同油滴粒径、入口速度及分流比。研究结果表明:当含油体积分数为4%,油滴粒径为0.7 mm,入口进液速度为6.33 m/s,分流比为30%时,旋流器的分离效率达到最大。在上述工况下,旋流器模拟与试验的分离效率分别达到98.8%和98.0%。数值模拟与试验在油核位置和分离效率方面呈现出良好的一致性,验证了中心过轴式油水分离水力旋流器结构的可行性。研究结果可为井下油水高效分离设备的研发及应用提供一定参考。 展开更多
关键词 油水分离 旋流器 油滴粒径 入口速度 分流比 分离性能
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气液惯性-旋流分离器流场分析及分离性能研究
12
作者 余江洪 吴振宇 +2 位作者 于世奇 王丽娜 张爽 《流体机械》 北大核心 2025年第6期48-57,共10页
针对目前油田中普遍存在的高含水、伴生气含量高及小粒径气泡难以分离的问题,基于惯性预分离和离心分离原理,设计了一种可实现气泡粒径重构及预分离的气液-惯性旋流分离器结构。通过在入口处使不同粒径的气泡分布于不同位置,使小气泡更... 针对目前油田中普遍存在的高含水、伴生气含量高及小粒径气泡难以分离的问题,基于惯性预分离和离心分离原理,设计了一种可实现气泡粒径重构及预分离的气液-惯性旋流分离器结构。通过在入口处使不同粒径的气泡分布于不同位置,使小气泡更易向旋流器中心迁移,从而提高其分离效率。通过数值模拟,全面分析了气液惯性-旋流分离器在不同工况条件下的预分离效果、流场特性和分离性能。研究结果表明,在入口气泡粒径小于50μm、分流比为13%、处理量为2.0 m^(3)/h、含气浓度为10%的工况条件下,分离效率最高可达99.98%。气液惯性-旋流分离器能够显著提高对微小气泡的分离效率,实现对不同尺寸气泡的高效分离,可适用于复杂的工业应用场景。 展开更多
关键词 旋流分离器 气液分离 惯性分离 操作参数 微小气泡
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基于扇形非均匀电场的水滴成链及碰撞实验 被引量:2
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作者 周龙大 赵立新 +3 位作者 徐保蕊 张爽 刘洋 刘琳 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期38-44,共7页
为研究高压方波脉冲电场内油包水乳液中水滴的成链及碰撞特性,基于水滴极化运动理论,并采用扇形非均匀电场进行显微实验。结果表明:水滴成链速度随电压单调递增,但电压过大会加剧链上水滴的聚结,而破坏水滴排列影响成链速度;成链速度随... 为研究高压方波脉冲电场内油包水乳液中水滴的成链及碰撞特性,基于水滴极化运动理论,并采用扇形非均匀电场进行显微实验。结果表明:水滴成链速度随电压单调递增,但电压过大会加剧链上水滴的聚结,而破坏水滴排列影响成链速度;成链速度随频率的增加先增大后减小,当频率为300 Hz时有极大值0.251 5μm/s。小水滴向大水滴运动并发生碰撞,而尺寸相近的水滴做相向运动;塑性碰撞发生后,小水滴液膜破裂并融入到大水滴中聚结为一个水滴,且增大电压和减小频率,聚结行为显著增强。频率对碰撞速度的影响最大,其次是体积差和电压。得到了电压、频率和体积差对水滴极化后运动的影响规律,为电破乳器的研制提供借鉴。 展开更多
关键词 油包水乳液 高压方波脉冲 扇形非均匀电场 水滴成链 塑性碰撞
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高气液比井下气液旋流分离器结构设计与性能分析 被引量:6
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作者 邢雷 关帅 +4 位作者 蒋明虎 赵立新 蔡萌 刘海龙 陈德海 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期900-913,共14页
针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系... 针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。 展开更多
关键词 旋流分离 分离性能 流场特性 结构设计 气液比
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堵塞工况下水力旋流器流场特性及性能分析 被引量:4
15
作者 邢雷 苗春雨 +3 位作者 蒋明虎 赵立新 蔡萌 李新亚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3776-3786,共11页
为研究水力旋流器在井下出现堵塞问题而产生的流场及性能变化规律,以井下倒锥式水力旋流器为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的研究方法,对旋流器在六种不同堵塞工况下的流场特性及分离性能进行深入分析,并提出一种流场不对称性的定... 为研究水力旋流器在井下出现堵塞问题而产生的流场及性能变化规律,以井下倒锥式水力旋流器为研究对象,采用数值模拟与实验相结合的研究方法,对旋流器在六种不同堵塞工况下的流场特性及分离性能进行深入分析,并提出一种流场不对称性的定量表征方法,明确其在不同堵塞工况下旋流场变化及平均偏移不对称情况。结果表明,在三条紧邻流道堵塞的工况中,切向速度及轴向速度的平均偏移不对称率均产生最大值分别为67.82%和34.99%;相对于无堵塞工况,六种不同堵塞工况的平均压降均有所上升,分离效率均有所下降,其中工况六在四条紧邻流道堵塞的工况中,平均压降最大,分离效率最小。通过实验开展不同工况下的分离性能分析,实验结果与模拟结果的平均误差为1.22%,呈现出较好的一致性,为本文数值模拟方法的准确性提供了验证。 展开更多
关键词 计算流体力学 数值模拟 两相流 水力旋流器 速度场
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新型螺旋式气液旋流分离器数值模拟研究 被引量:1
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作者 魏松波 刘琳 +4 位作者 郑兴升 王新忠 鲁晓华 季豪 赵立新 《石油机械》 北大核心 2024年第8期132-140,共9页
为研究气液旋流分离器的气液分离性能,解决油气产出液中潜在高含气导致泵气锁的问题。基于旋流分离理论,设计了一种新型螺旋气液分离器。在不同气液比条件下对其内部流场进行研究。研究结果表明:随着分流比的增加,旋流器的内壁面和底流... 为研究气液旋流分离器的气液分离性能,解决油气产出液中潜在高含气导致泵气锁的问题。基于旋流分离理论,设计了一种新型螺旋气液分离器。在不同气液比条件下对其内部流场进行研究。研究结果表明:随着分流比的增加,旋流器的内壁面和底流口附近的含气体积分数显著降低,同时旋流器溢流压力损失逐渐增大,而底流压力损失逐渐减小,溢流压力损失增加的速率与底流压力损失减小的速率基本相同;分流比的增加使气液分离器的除气效率逐渐提高,底流含气体积分数逐渐减小。综合分析气液比分别为1∶1、1∶2、1∶5以及1∶8的4种工况,得出了其最佳溢流分流比分别为58%、39%、22%以及15%。研究结果可为高含气油井的井下气液分离装置设计提供依据,同时可为现场应用及操作提供指导。 展开更多
关键词 井下气液分离器 气液比 数值模拟 分离效率 溢流分流比
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一种适于脉动条件的气液分离器的设计与研究 被引量:1
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作者 杨蕊 杨贤呈 +3 位作者 吕超 朱宝锦 张磊 肖迎松 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第5期90-96,共7页
文中针对在流量脉动条件下,无罩、圆柱状、“柱+锥”状稳涡罩对气液分离器的分离性能及流场特性产生的影响,进行了数值模拟和试验研究,提出了旋流场脉动衰减程度评价指标———脉动衰减率(ηp),其值大小与脉动衰减性能成反比。研究结果... 文中针对在流量脉动条件下,无罩、圆柱状、“柱+锥”状稳涡罩对气液分离器的分离性能及流场特性产生的影响,进行了数值模拟和试验研究,提出了旋流场脉动衰减程度评价指标———脉动衰减率(ηp),其值大小与脉动衰减性能成反比。研究结果显示:在流量脉动条件下,“柱+锥”状稳涡罩对于提高旋流场稳定性的能力最为显著,脉动衰减率为0.01028,分离效率最高可达95.15%;同时,运用高速摄像技术对两相流场中气核运动及变化形态进行可视化观测,掌握了基于流量脉动条件下,旋流场内气核的运移规律,并将其划分为4个阶段(断续阶段、汇聚阶段、融合阶段、最终阶段),发现“柱+锥”状稳涡罩旋流器的气核向中心轴线聚集趋势显著,形成具有向上运动形态的空气柱,对旋流场内脉动流有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 脉动 气液分离 稳涡罩 效率 气液两相流
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高压下NbMoTaWV难熔高熵合金结构和力学性能的第一性原理研究
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作者 王勇 孙天昊 +3 位作者 李永存 孙丽丽 贾鑫 张旭昀 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期220-225,共6页
NbMoTaWV难熔高熵合金具有优异的耐高温性能,但超高压力对合金结构和力学性能的影响还不得而知。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,在0~200 GPa的压力范围内研究了NbMoTaWV难熔高熵合金的电子结构特征,分析了压力对合金... NbMoTaWV难熔高熵合金具有优异的耐高温性能,但超高压力对合金结构和力学性能的影响还不得而知。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,在0~200 GPa的压力范围内研究了NbMoTaWV难熔高熵合金的电子结构特征,分析了压力对合金形成焓、熔点等热力学性质,以及密度、韧性、硬度、屈服强度和弹性各向同性等力学性质的影响规律,阐明了高压下高熵合金稳定性增强的微观机理。结果表明:在0~200 GPa的压力范围内合金均表现为金属性。随着压力的增大,合金中电子离域性增强,原子间相互作用力增大,相邻原子的成键能力和成键强度提高,合金稳定性增强。0~100 GPa是该合金实验研究理想的压力区间,其中,50~75 GPa压力范围内合金明显呈弹性各向同性,工况下微裂纹产生倾向低。75~100 GPa压力范围内合金硬度和屈服强度高,75 GPa下分别达到11.58 GPa和3.86 GPa,此压力区间内合金具有较出色的综合力学性能。 展开更多
关键词 NbMoTaWV 第一性原理计算 高熵合金 高压 电子结构 热力学性质 力学性质
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动态热条件下原油罐储维温过程主要影响因素分析
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作者 孙巍 刘玉多 +2 位作者 成庆林 赵立新 王志华 《石油学报(石油加工)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期205-220,共16页
掌握原油罐储维温过程主要影响因素,对原油库实现节能降耗目的起重要作用。在建立动态热条件下含蜡原油罐储维温过程三维理论模型的基础上,提出了加热盘管空间结构、周向效应对罐内对流传热的影响,划分了内、外因素影响区以及过渡区域;... 掌握原油罐储维温过程主要影响因素,对原油库实现节能降耗目的起重要作用。在建立动态热条件下含蜡原油罐储维温过程三维理论模型的基础上,提出了加热盘管空间结构、周向效应对罐内对流传热的影响,划分了内、外因素影响区以及过渡区域;采用多元非线性回归的方法,建立不同季节边界位置主控影响因素模型,定量表征了罐边界油温与内、外因素之间的作用机制。结果表明:罐内大涡结构受无加热盘管区域局部湍涡影响,导致大涡结构向无盘管区域发生偏移。罐底低温区域受盘管周向效应影响较大,罐顶边界油品受内外因素影响大,形成最大厚度1.79 m的外界环境影响区;罐壁受保温层影响,只形成了内部维温热流影响区;冬季罐底形成了0.13 m的外界土壤影响区。 展开更多
关键词 原油罐储 传热 周向效应 影响因素 定量分析 数值模拟
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螺杆泵转速对油水旋流分离管流场特性的影响
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作者 赵立新 余帆 +3 位作者 徐保蕊 金宇 蒋明虎 卢梦媚 《石油机械》 北大核心 2024年第7期98-106,共9页
旋流分离器在井下采油螺杆泵作用下会发生复杂的振动现象,对旋流分离器内部流场造成一定影响。为研究螺杆泵不同转速下旋流分离器内部流场的变化规律,以同井注采工艺中螺杆泵作用下的旋流分离管柱为研究对象,针对振动壁面旋流分离管柱... 旋流分离器在井下采油螺杆泵作用下会发生复杂的振动现象,对旋流分离器内部流场造成一定影响。为研究螺杆泵不同转速下旋流分离器内部流场的变化规律,以同井注采工艺中螺杆泵作用下的旋流分离管柱为研究对象,针对振动壁面旋流分离管柱结构及工作特点,基于计算流体动力学方法、计算固体力学方法以及流固耦合理论,建立流固耦合力学模型;利用流固耦合分析方法,对双螺杆泵转动条件下井下旋流分离管柱内速度场、油相分布、涡量及湍动能等流场特性进行分析。分析结果表明:随着螺杆泵转速升高,分离器内切向速度和轴向速度强度逐渐减弱,径向速度的不对称性逐渐加剧,转速的周期性变化还会造成径向速度场分布的偏移;螺杆泵不同转速下旋流分离器内部涡量分布不同,随着转速升高,溢流管以及锥段部分附近相关流场的涡旋明显增强;旋流器溢流口附近油相体积分数会随着螺杆泵转速的升高而减小;不同螺杆泵转动状态下,大颗粒油滴的分布不同。所得结果可为螺杆泵井下旋流分离同井注采系统的设计及螺杆泵的转速设定提供参考。 展开更多
关键词 旋流分离管 油水分离 螺杆泵 流固耦合 流场分析 涡量 油相分布
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