运动气泡在多组分液相中传质的研究

考虑气液界面附近的湍流特性，建立了多组分气液相际传质的数学模型，以此为基础，推导了运动气泡在多组分液体中的传质模型，并进行了实验验证，结果表明，模型计算值与实验结果基本吻合。     

大坝下游水体溶解气体浓度超饱和模型研究进展

大坝泄水建筑物过流水体强烈掺气容易导致下游水体中溶解气体(TDG)浓度超饱和,使下游一定水深处的水生生物遭受气泡病的危害,因此有必要对大坝水垫塘内强紊动水体的气液传质问题进行研究.本文对国内外TDG浓度超饱和模型的发展进行了简要的评述,分析总结了TDG输运方程、气液双流体模型、气泡界面传质系数、传质面积、气泡直径、掺气浓度和有效饱和浓度等的研究进展及其优缺点.其突出的问题是对气泡动力学认识不够,气泡数量、气泡聚并与破碎、气泡尺寸、气含率和气泡速度的求解仍存在诸多假设和尚需实验验证的系数.预测模型发展受到湍流模型、气泡表征方法和TDG输运方程的限制.本文为更好地完善水体TDG浓度超饱和模型提供了参考和依据.     

多层桨气-液搅拌反应器内局部特性的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)方法,应用Euler双流体模型、标准的k-ε双方程湍流模型及多重参考系法,并与综合考虑了气泡聚并与破碎对气泡尺寸影响的群体平衡模型(PBM)相结合,对多层桨搅拌槽内气-液两相的流场、局部气含率分布、气泡尺寸分布以及局部容积传质系数分布进行了数值模拟。结果表明:在搅拌槽内顶桨与底桨上方靠近壁面处存在气含率和气泡尺寸分布的极大值,与实验结果相吻合;容积传质系数的模拟结果与实验值的相对误差为15%。     

ILAR中添加微量表面活性物质传质特性

利用液相体积传质系数研究了气升式内环流反应器中添加表面活性物质（叔丁醇、季戊四醇、乙醇及CaCl2）后的传质特性．实验结果表明,与空气-去离子水体系相比较,添加微量表面活性物质会显著增强氧的气-液传质性能,但这种强化作用仅发生在一定的浓度范围内,超过极限浓度后,液相体积传质系数会有所降低．另外,叔丁醇和季戊四醇的碳链尽管长于乙醇,但促进气-液传质效果不及乙醇,说明分子空间结构对脂肪醇抑制气泡的聚并有一定的影响．     

加压溶气气浮气含率分布与气泡聚并规律研究

加压溶气气浮技术是污水除油中常用的高效工艺,气泡的大小和分布对除油效率的影响至关重要。本文基于相群平衡模型,对溶气气浮器内两相流动及气泡聚并进行数值模拟,并进行实验研究加以验证,建立了气浮器接触区模型,研究了气泡聚并及气含率分布规律,分析了释放头不同气液比和接触区高度对气含率分布和气泡聚并情况的影响。结果表明,接触区气含率随气液比增大而升高,随接触区高度的增加而降低,气泡在上浮过程中会发生聚并使得气泡变大,稳定性变差,同时加快上浮速度,会影响接触区的气含率分布。通过微观模拟发现大粒径微气泡在上浮过程中更容易发生聚并,小粒径微气泡则由于表面张力作用稳定性更强,不易发生变形和聚并。研究结果为溶气气浮气液比的选择和浮选过程气含率和气泡分布的研究提供参考。     

气泡行为对表观传质系数的影响

本文采用ＣＯ２吹入并溶解于 ＫＯＨ溶液的模型，模拟研究了液体金属的吹气精 炼工艺中气泡的行为及其对表观传质系数的影响。研究结果表明，气泡行为随喷孔雷 诺数而变化；表观传质系数主要取决于喷孔直径和喷孔雷诺数；增大表观传质系数的 关键在于尽可能减小气泡形成时的尺寸。     

吹氩钢包内气泡聚并破碎和运动行为

基于Euler-Euler双流体模型及PBM模型,建立了吹氩钢包流场数学模型.此模型考虑了吹氩钢包内气液两相之间的曳力、升力、湍流扩散力和气泡的聚并和破碎等因素.研究了气泡聚并破碎对钢包钢液内含气率、气泡速度和混匀时间的影响,并与定气泡直径下的流场进行对比.数值结果表明:PBM模型的预测值更接近实验结果;钢包内气泡分布为中心区域气泡直径大,从中心到气液边界处气泡直径逐渐减小,气液两相区边界处直径最小;在钢包轴线上气泡速度先急剧增加然后缓慢减小,在接近液面处气泡速度又急剧减小.     

强化气液喷射搅拌反应器传质特性研究

气液界面的传质强化是设计高效节能反应器的重要目标.气泡大小是影响气液反应界面传质和最终反应速率的重要流体力学参数.就确定的体系而言,反应器的结构参数和操作参数会对气泡大小产生不同程度的影响,从而影响传质效果.利用溶氧法测定体积传质系数kLa,利用一种图像处理方法测定气液相界面积a,进而得到液相传质系数kL,对某型强化气液喷射搅拌反应器的传质特性进行了研究.探讨了反应器的结构参数和操作参数对于其传质特性的影响,从而更好地理解反应器的传质机理,为反应器的优化提供设计依据.     

液-液界面上气泡生长行为

以硫酸水溶液-锌汞齐(汞电极)体系,实验研究了液-液界面上化学反应形成气体产物时气泡的生长规律。发现,界面上气泡生长行为随着反应过程的进行相应发生变化,反应刚开始瞬间,气泡主要在液-液界面上成核,以后主要在液-液-固三相交界处成核,气泡的整个生长过程经历了成核、长大、滑移、聚并以及脱离界面逸出等步骤。气泡脱离界面前,其生长半径与反应时间的三分之一次方呈线性关系。     

规整填料内鼓泡流动的二维CFD模拟

规整填料内鼓泡流动现象的研究对于开发新型气液传质与反应设备具有重要的指导作用。为此应用VOF（Volume of Fluid）多相流模型建立了描述规整填料内部鼓泡流动现象的二维模型,模型中考虑了影响气液两相流动的两个重要作用力：表面张力和气液相间作用力。模拟计算结果显示,气泡在上升过程中自身振荡,随着入口气速的增大,气泡形变程度增大,并且伴有气泡聚并现象发生。气泡上升过程中,气泡周围液体的速度增大,并且形成大小不同的旋涡结构,单点速度值的波动程度随气体入口速度的增大而增大。     

车用天然气储气技术

天然气用作汽车的代用燃料,具有储量丰富、价格便宜;辛烷值高、燃烧充分;低硫、低氮、无灰、环境污染少等优点。但是,目前的压缩天然气储气技术存在储气压力高、储气量小、续驶里程短等缺点,严重制约着天然气汽车应用领域的扩展。对5种车用天然气储气技术进行了分析讨论后,指出了吸附储存和近临界流体储存天然气技术在天然气汽车领域将有着广阔的应用前景。     

气体还原竖炉煤气需要量的探讨

本文推导出“煤气作还原剂时计算煤气需要量的公式”和“煤气作热载体时计算煤气需要量的公式”。用这两个公式计算的结果表明：熔融还原是用煤作一次能源，作还原剂需要的煤气量大于作热载体需要的煤气量，降低还原剂需要的煤气量才能降低熔融还原的煤耗和氧耗。本文还讨论了煤气循环利用对熔融还原的意义     

凝析气田自流注气的数值模拟研究

凝析气藏通常采用衰竭式开发,或采用循环注气以保持压力的方式进行开发。利用气藏气对凝析气藏进行自流注气无疑是一种经济有效的开采方法。将三维三相拟四组分模型改进为气藏井筒气藏模型,定量描述了自流注气过程中自流注气量及气藏压力的变化。研究表明,自流注气是两个气藏压力平衡过程。数值模拟的结果表明,压力平衡时间与气藏系统的产气速度、两个气藏的储量、地层压差,以及边底水能量大小有关。自流注气过程中的自流注气量是动态变化的,其变化符合产量的调和递减规律。该研究成果可为实际气田自流注气开采方案设计提供理论依据     

采气井口气密封检测研究

采气井口是油气田开发的关键设备,现对其进行气密封性能检测,检验和控制质量,直接关系到安全环保和油气田资源保护。对采气井口水压密封检测和气密封性能检测进行总结,并结合超高压气密封检测装置研制情况,重点对如何建立高压气密封检测装置,如何进行水压密封检测和高压气密检测,以及提高采气井口气密封性能问题进行了探讨。     

边水驱气藏中气井产量变化规律分析

在边水驱气藏中,气井的产量受到边水能量大小的影响,研究边水能量大小对气井产量的影响在气田开发中具有重要的意义。用水驱强度来表示将边水能量的大小,定义水驱强度为水侵量与气井产量之比,建立了考虑水驱强度影响情形下,气井定井底压力生产时,边水驱气藏中水驱气瞬时渗流的数学模型,在获得数学模型的解后,作出了边水驱气藏中气井产量变化关系曲线,研究了水驱强度及气水流度比对产量变化关系曲线的影响,研究表明,气井产量受到水驱强度及气水流度比的影响,为分析边水驱气藏中气井的产量变化规律提供了理论基础。     

裂缝性凝析气藏循环注气开采效果分析

对于裂缝性凝析气藏来说,由于压力下降至露点时析出凝析油,相态发生变化,加之驱动力、毛管压力、重力综合作用易发生渗吸、扩散现象,使得其渗流特征十分复杂,循环注气保压开采也会发生反常现象。通过裂缝性凝析气藏实例分析,研究了回注比、注气时机和注气年限对裂缝性凝析气藏循环注气开采效果的影响;并分析了注气阶段存在反常现象的原因。结果表明:在注气阶段,回注比越大,注气越早,注气年限越长,凝析油采出程度越低;但当注气结束一段时间后,呈现随回注比增加凝析油采出程度变大的趋势,相当长一段时间后回注比越大,注气越早,注气年限越长,凝析油采收率越高,明显优于衰竭式开发效果。     

输气管网中气体漏失位置的计算公式

文献〔1〕中采用laplace变换方法得到一个确定漏失位置的计算公式,经验算其计算结果是错误的。本文对管网中气体漏失过程的一般模型,采用laplace变换的渐近方法,推出确定管网中气体漏失位置和漏失流量的近似公式,方便适用,测量和计算简单,原则上对复杂管网内气体漏失问题也一样适用。     

用状态方程模拟注气对凝析气藏采收率的影响

提高凝析油采收率和整体开发效益是凝析气藏开发的目标,注气是防止凝析油析出从而提高凝析油采收率的较好方法。以一个真实的凝析气藏为例,使用自行开发的PVTCOG软件和PR状态方程研究和对比了凝析气藏定容衰竭不同阶段,注干气、氮气及二氧化碳对露点的影响、对注气时机、对凝析油储量和凝析油采收率的影响。研究表明不同注入气影响露点的趋势不同,随注入气增加凝析油储量下降,但凝析油采收率上升,注入时机不一定是在高于露点压力时最好。     

海洋高温高压气井固井防气窜水泥浆研究

性能优良的水泥浆是保证固井质量的关键因素,水泥环空气体窜槽对油气田开发将造成非常严重的后果,一旦气窜发生,即使花费大量的人力物力进行挤水泥,也难于修复到未气窜的封固状态。因此,优选有效的防气窜添加剂,研制性能良好的防窜水泥浆就显得十分重要。文中根据海洋高温高压气井的特点,提出了一套综合适用于高温高压固井的防气窜水泥浆设计的方法。设计出了密度2.40 g/cm3,适合循环温度为125℃和163℃的海洋高温高压气井固井的高密度防窜水泥浆体系。