LNG FPSO液舱内储液晃动特性的数值模拟

研究液化天然气(LNG)低温大型SPB型储液罐在海上运动过程中晃动引起的对液舱壁面产生的动侧压力、储液的气液混合情况、储液的晃动幅度及液舱内压力分布。基于VOF(volume-of-fluid)模型模拟二维SPB型液舱内储液的晃动特性,并利用试验数据对模型的计算结果进行了验证。结果表明:模拟数据与试验数据吻合较好;晃动幅度与运输船的初始速度有关,初始速度越大,晃动就越剧烈;不同储液充满率引起的晃动不同,充满率越大,晃动的幅度越小,有利于减小储液的晃动;在液舱内合理的设置阻流板有利于抑制晃动。     

圆柱形消化池模态分析简化计算

为求解圆柱形消化池在有液状态下的自振频率,并找出不同储液量下消化池自振频率的变化规律,采用大型通用有限元软件ANSYS建立参数化的圆柱形消化池有限元模型,将池内液体在动力作用下产生的动液压力等效为与结构物具有相同加速度的附加质量,并通过对储液罐的对比计算证明此方法的正确性．结果表明,在有液体的状态下,液体的存在会使消化池自振频率降低,且在满池状态下,液体对低阶频率的影响大于对高阶频率的影响．因此,当圆柱形消化池储液量不超过池体容积的一半时,可近似按空池状态计算;当储液量超过池体容积的一半时,需考虑液体振动对消化池振动频率的影响,     

不同储液率大型储油罐的地震动响应

地震中储油罐的损伤,不仅会造成土壤的污染,也可能会引发火灾等重大次生灾害。本文针对黄土地区储油罐的动力灾变性能进行相关研究,获取不同类型地震动作用下储油罐的动力响应,获取油罐的壁板位移响应和液体晃动状态特性。结果表明:随着储液率的增大,储液罐的等效应力、壁板的速度、加速度等均有所增大,等效应力位置也有所变化;随着储液率的增大,储存液体的晃动波高逐渐增大,液体动压力也有所增大,最大动压力的位置也随着储液率的不同而有所变化。     

大型环路液体喷雾实验装置设计与开发

大型环路液体喷雾实验装置设计是模拟化工设备喷雾式反应器的结构,喷雾式反应器关键部件是雾化喷嘴的选型。该实验装置的设计与开发目的是让学生了解化工先进设备,并对雾化喷嘴的选型进行研究。实验表明,该实验系统可模拟气液喷雾式反应嚣内部喷雾场的实际效果,对单个雾化喷嘴的雾化特性参数(流量特性、雾化锥角、雾滴粒度及分布)进行测试,也为其他高校建立实验平台提供较好的信息。     

2万m3储液罐隔震应力分析

采用ANSYS有限元软件,分别在锚固和非锚固情况下对某2万m³储液罐进行了隔震前后的地震响应分析,并考查了隔震装置的隔震基频和阻尼比的变化对储液罐隔震的影响。以动力响应中的最大应力值来评价隔震装置的隔震效果,以此分别确定了储液罐在锚固和非锚固状况下隔震装置的最佳隔震基频和阻尼比。     

大型储液罐的地震反应分析

近年来地震频发,大型储液罐的抗震安全性则显得尤为重要.针对大型储液罐的地震反应进行了研究,首先建立了大型储液罐的有限元模型,然后对该模型进行模态分析得到大型储液罐的动力特性,最后通过地震激励得到大型储液罐的地震反应.通过结果分析表明,对于不考虑流固耦合的储液罐来说,不会出现"象足"失稳现象.研究为大型储液罐的抗震设计和抗震性能的研究提供了参考.     

液体性质对气泡雾化液滴不稳定性的影响

为了改善气泡喷嘴雾化性能,利用基于液滴统计学的理想雾化理论模型研究了液体性质对气泡雾化液滴不稳定性的影响.同时,采用高速摄影技术分析了气泡喷嘴内部气液两相流动及喷口雾化状况,探究了雾化液滴产生不稳定现象的根本原因.实验结果表明,气泡喷嘴雾化本身具有不稳定性,且雾化下游场中不同粒径的液滴均表现出不稳定性.当喷嘴内部气液两相处于气泡流时,喷口处单个气泡的破裂可导致雾化下游场中液滴不稳定;当气液两相处于过渡流时,单个气泡、液体以及较长气柱交替流经喷口会造成气泡雾化液滴不稳定;当气液两相处于环状流时,液桥现象的存在致使雾化下游场液滴不稳定.增加牛顿流体的黏度或者降低非牛顿流体剪切变稀的强度能够有效降低雾化液滴的不稳定性.     

气泡雾化喷嘴下游流场的特性分析

用Fluent软件对气泡雾化喷嘴下游不同截面雾化液滴的平均直径和速度分布进行了模拟计算.分析了雾化粒径与喷嘴直径、气液质量比、气体压力和液体流率之间的关系,以及雾化粒径和流动速度随喷嘴距离(轴向和径向)的变化规律.结果表明,雾化粒径与喷嘴直径之间呈近似正比关系,与气液质量比之间呈近似反比关系,而与气体压力和液体流率之间则存在最优匹配问题.随着喷嘴距离的增大,雾化粒径增大,而流动速度减慢.     

结合超声雾化技术的液体除湿系统分析

对传统的填料塔式除湿方式进行改进,引入超声雾化技术,建立数学模型,对此新系统所需雾化量进行计算;对除湿过程中的颗粒沉降过程进行数学分析,得出气液混合管道中粒径、管径、管长的组合原理;对除雾器进行选择,使其能同时满足除雾和低压降的要求;分析此系统与其他液体除湿系统相比所具有的优点。研究结果表明:结合超声雾化技术的液体除湿系统达到同样的除湿效果,液气比(即液体与气体的质量比)大大降低,是Fumo填料塔式实验中液气比的1/5;推荐气液混合管道的长度为2~4 m,雾化颗粒粒径为20μm左右;除雾器推荐选用丝网除沫器;与填料塔式相比,相同的除湿剂通过雾化作用产生的反应表面积是填料式的几十到几百倍,减少了除湿剂用量,降低了动力消耗;与喷淋塔相比,超声雾化方式能够产生粒径和初始速度都很小的优质液滴,同时,能够有效保证空气的除湿反应时间。     

主变消防储液罐X射线检测技术

对目前变电站中主变在役消防储液罐内部质量检测问题进行研究，着力解决焊缝内部质量检测中遇到的大焦距及无法在罐内布置胶片等问题。通过对储液罐焊缝射线检测方法的研究，提出理想的射线透照技术参数及焊缝透照工艺，实现在役储液罐焊缝的X射线检测和检测过程控制。实践证明该检测工艺可有效检出焊缝内部缺陷，满足实际使用要求。     

NH3-H2O-LiBr三元溶液体系气液相平衡特性实验研究

采用静态平衡釜对NH3-H2O-LiBr三元混合溶液的平衡压力及平衡温度进行了实验研究,以考察加LiBr添加剂对氨水吸收式制冷系统的影响.该三元混合溶液的压力-温度特性气液平衡实验在10个温度下进行,测试温度范围20～90℃,压力最高达2 MPa,LiBr质量分数取0.05～0.60.实验结果表明,与相同浓度下的NH3-H2O溶液相比,三元溶液的气液平衡压力降低了近30%～50%.由理论分析可推断其气相中的水含量亦有大幅度的降低.     

双流体喷嘴荷电雾化特性

针对压力雾化难以雾化高粘度液体的问题,设计了双流体喷嘴,利用气体动能提高雾化效果.以空气、水为介质,对双流体喷嘴进行了试验研究,测量得出了各控制参数间的互相牵制关系,发现了气液流量之间的一般规律.改变气液压力可以有效改变喷量与雾滴粒径以满足不同雾化要求,雾化片孔径的大小对雾化特性的影响很大.电极电压增大,荷质比随之增加,并从理论上进行探索,分析得出了当荷电雾滴荷质比达到分裂极限时,雾滴将进一步破碎雾化.试验表明,该喷嘴具有气耗低,喷量调节范围宽的特点,对高低粘度液体均能有效雾化,荷上静电以后,液滴粒径更加细小、均匀.     

基于流固耦合理论的立式储液罐抗震数值分析

建立基于流固耦合理论的立式储液罐非线性数值模型,并在地震荷载作用下对其进行罐底提离机理探讨以及罐壁象足和钻石变形仿真分析。结果表明,考虑罐壁与液体、罐底与基础接触的模型是有效的,由于液体晃动产生的倾覆力矩作用使罐壁受拉侧罐底边缘倾向于脱离地基,形成罐底提离,从而导致罐壁象足变形的屈曲破坏。     

储液罐子结构数值仿真分析

由于有限元仿真需要假设材料性能,难以真实全面的反映储液罐的地震响应;而振动台试验只能完成较小比例的模型试验,与储罐原型差距很大。为此,提出了储液罐子结构振动台试验方法。采用Malhotra力学模型,将储液罐划分为试验子结构(罐底和土体)和数值子结构(储罐和液体)两部分。试验子结构放在地震模拟振动台上进行试验研究,数值子结构部分由计算机进行模拟。仿真计算表明:储液罐子结构仿真结果与全结构的非常吻合,仿真计算的储罐基底剪力与规范算法接近。     

气液固三相喷射环流生物反应器中液速研究及应用

开发了一种内热式换膜液体流动速率测量仪,该测量在单纯液相中的精度优于１．５％,同时克服了固体粒子及气泡对测量仪的干扰作用,可较好地用于气液固三相中的液速测量,对气液固三相喷射环流生物反应器中流体流动速率进行了测量,得到了不同操作压力、气体进料量、不同轴向位置的液体速率分布,利用该反应器进行了生物降解处理染料工业废不的应用研究 。     

地震力作用下刚性旋转壳储液罐液体动力反应的有限元分析

本文利用有限单元法分析了在水平地震作用下刚性旋转壳储液罐液体的动力反应。理论分析与形成有限单元公式所作的基本假设是罐内液体为理想流体以及它的流动是无旋、无源和无汇的。 上述问题只有在圆柱形罐时才有解析解。根据理论分析与本文所建立的有限元公式设计了计算机程序,用它算出的储液罐内液体晃动的固有频率与地震动力反应值与解析解相比具有很好的精确度。我们利用这一程序计算还得出:尽管Housner's法是一种近似法,它只能求出液体晃动的基频,但该法具有相当的精确度。     

环形气液雾化装置雾化因素研究与降尘试验

环形气液雾化装置是基于高速气流中横向射流二次雾化机理设计的。采用Fluent软件模拟了环形气液雾化装置的液相流场、气相流场,分析了不同环缝角度和气管距离对装置内液相流动状态的影响及不同气体流速下气相流动状态。结果表明,环缝角度控制在40°～50°、环缝出口至气管出口距离控制在2～6 mm时,液滴和气体具有足够大的相对速度,并且有充分的二次雾化时间和距离。在此基础上对环形气液雾化装置进行了雾化与降尘试验,获得较好的降尘效果。     

弹性圆柱形储液罐地震反应的有限元分析

本文根据变分原理,利用有限单元法分析在水平地震运动作用下圆柱形弹性储液罐的动力反应。所设计的计算机程序能相当精确地计算固有频率、主振型和动力历程反应。例如:液面波高、各时刻的液动压力和罐壳位移。文中把液罐耦合振动系统考虑为液体和壳壁二者都振动。可以把液面无波动的液罐耦合振动系统及罐壳在刚性假设下,只有液面晃动引起压力振动的液晃动系统,考虑为一般液罐耦合振动系统的两个特例。从使用程序计算的数值算例中可看出:液罐耦合振动系统的固有频率明显地分为两个频区:高频区——包舍所有“壳振动”的固有频率,它近似等于上述第一种壳振动情况相应的固有频率;低频区——包含所有“液晃动”的固有频率,它近似等于上述第二种液晃动情况的相应固有频率。但是,关于动力历程反应,由液罐耦合系统所得的值,既不同于上述两种特例所得的值,也不同于这两种特例相应值的叠加。     

基于单片机的被控对象仿真装置的设计与开发

为解决现有被控工艺对象存在的价格高和灵活性差等问题,该文采用单片机对液罐和液体混合装置等常见被控对象进行机理建模,并配合模拟量和开关量的输入和输出接口及触摸屏等器件,构建被控对象的仿真装置。实践表明,该装置体积小,操作灵活方便,显示直观形象,可与可编程控制器、集散控制系统和数字调节器等控制装置配合完成简单或复杂控制方案的实施和测试。     

浮头式换热器失效及故障分析

浮头式换热器管束可以抽出来,清洗方便,管束在使用过程中温差膨胀而不受壳体约束,不会产生温差应力等优点,在化工装置中应用范围较广。由于管程内外介质压力的不同、介质的腐蚀、冲刷、温度、焊接缺陷以及密封材料的损坏,使得换热器故障不断,影响着生产装置的正常运行和工厂的经济效益,对浮头式换热器进行失效及故障分析,保证设备长周期运行已成为生产中不可忽视的问题。