内置旋流器结构对全新湿气再循环超音速分离管脱水性能影响的实验研究

提出了一种全新的湿气再循环超音速分离管工作原理和结构设计,该装置可循环地将天然气中的重质烷烃和水分离出来;其主要优点包括结构紧凑,无化学污染,节能环保,从而能够提高分离效率。内置旋流器的旋流特性和阻力特性对超音速分离管的工作性能有重要直接影响。目前设计加工了一套再循环超音速分离管,并搭建了室内实验台,分别对采用内置旋流器A型和B型对再循环超音速分离管的脱水性能进行了实验研究,目的在于寻找流动阻力小,旋流强度高,分离效率好的内置旋流器设计。实验结果表明:内置旋流器A型具有较强的旋流特性,B型具有较强的阻力特性。采用内置旋流器A型的分离管分离效率高,脱水性能好,因此得出内置旋流器的旋流特性相比阻力特性对分离管的脱水性能的影响更大,内置的旋流特性越好,超音速分离管的脱水效果越好。     

旋流式烟气脱硫装置的实验研究

借鉴干燥装置的传热传质技术,提出了一种旋流式烟气脱硫新装置。对旋流式脱硫装置的脱硫机理进行了分析,并对装置的脱硫性能进行了实验研究。结果表明,脱硫吸收剂的含水量,粒径大小及钙硫比是影响装置脱硫性能的主要因素。     

湿式除尘器中脱水装置性能的理论和实验

详细分析了湿式除尘器中脱水装置的脱水机理,并对脱水装置性能进行了实验研究,建立了脱水装置的极限风速和阻力系数与液气比有关的经验和半径验公式,为研究和设计其他类型的脱水装置提供理论依据和实验数据。     

电场强化旋流分离装置的内部流场分析

提出一种运用高压电场强化提高旋流分离效率的装置,实现工业废油资源化工艺环节中的高效破乳脱水处理;强化装置内部的流场分布情况直接影响了装置的分离效率,但比较复杂,目前尚不明确;通过建立电场强化旋流分离装置模型,联合电场控制方程和乳化油液滴粒径控制方程,分别对5种不同强化电压条件下的装置内部流场进行了数值模拟;计算结果表明,当强化电压为11 kV时,装置内部混合流体切向速度的最大增幅为15%,轴向速度最大降幅为20%,底流管段的压力梯度得到明显增大,有效提高了装置分离效率,试验结果表明:建立的装置数值模型,能够合理揭示电场强化旋流离心分离装置内部复杂流场的分布规律。     

曲板脱水装置气液两相流数值模拟及实验研究

对曲板脱水装置内气液两相流场的复杂问题进行了研究。通过模拟液滴在流场中的力学行为以及脱水装置中的气液两相流场,在改变脱水装置的结构参数和运行条件下,探讨了各因素对极限风速和脱水效果的影响。结果表明:当曲板间距为15 mm,雾滴粒径为160μm,喷水量为0.89 m3/h时,曲板脱水装置可以得到最高的脱水效率和最小的阻力损失,此时的极限风速为3.7 m/s。数值模拟和实验结果吻合较好,为曲板脱水装置的工业设计提供了指导。     

喷射式低温乏汽回收利用装置分析

建立了喷射式低温乏汽回收利用装置的分析模型.对比研究了无旋流、水旋流、蒸汽旋流、水汽旋流4种结构形式下装置效率的变化规律,分析了喉嘴距、混合腔收缩角、喉嘴面积比等结构参数对装置火用效率的影响,研究了水旋流形式下装置火用效率随汽水参数变化的规律.发现最佳的结构形式为水旋流结构,最佳的结构参数为:喉嘴距L=145mm、收缩角θ=18°、面积比M=5.44,得出装置火用效率随进水温度和进汽压力的增加而增加,随进水压力的增加而降低.研究结果可为装置结构的优化和运行参数的选择提供依据.     

渤海某油田三甘醇脱水工艺优化试验研究

三甘醇脱水法是目前天然气脱水最为有效的方式，其脱水效果显著，运行维护方便。但是三甘醇在再生过程中存在变质、再生不完全等问题，进而影响脱水效果。以渤海某油田三甘醇天然气脱水装置为例，对其工艺流程、运行问题及优化措施进行了探究，制定并采取了改善该装置三甘醇脱水效果的有效措施，为输气海管安全平稳运行提供了保障。     

水平管内单相切向旋流流动特性的LDV实验研究

以水做实验工质，用激光多普勒测速仪（ＬＤＶ）对水平管内由切向喷射方法产生的切向旋流在各截面上的时均速度分布、紊流强度、雷诺应力等参数进行了详细地测量，得到了旋流强度的衰减规律，对这种旋流的流动结构有了较为清晰地了解，所研究旋流的入口标称旋流数在１．０～１５．７之间，轴向平均雷诺数范围为１００００～８００００。     

核电汽轮机弯管式汽水分离器的改进结构及其除湿性能

为了提高弯管式汽水分离器的除湿效率,提出了2种汽水分离器改进结构,一种是弯管前加旋流装置的组合分离器,另一种是"Z"字形弯管分离器,同时对改进结构进行了数值研究。结果表明:弯管前加旋流装置的组合分离器中,汽流经过旋流叶栅后流向发生偏转,紊乱的流场持续到第一组导流除湿叶栅进口,汽流经过第二组导流除湿叶栅后流线基本与圆管的轴向一致,汽流经过旋流叶栅和导流除湿叶栅时会产生较大总压损失;"Z"字形弯管分离器管中,汽相流速比较均匀,流线分布良好,总压损失主要发生在导流除湿叶栅中。与弯管式分离器相比,弯管前加旋流装置的组合分离器的除湿效率提高了7.4%,平均总压损失系数增大了28.1%;"Z"字形弯管分离器性能最佳,除湿效率提高了11.3%,平均总压损失系数减小了37.5%。该结果可为研究和开发新型汽水分离器提供理论依据。     

旋转半径和叶片安装角对动叶旋流冷却流动和传热特性的影响

针对航空发动机涡轮动叶片中应用旋流冷却的问题,建立了旋转条件下的旋流腔冷却模型,比较了静止和旋转条件下冲击与旋流冷却的流动传热特性差异,研究了旋转半径和叶片安装角对旋流冷却特性的影响规律。研究结果表明:叶片旋流腔旋转显著改变旋流冷却气动传热特性,旋转条件下旋流腔产生离心力和科氏力;离心力驱使冷气向叶顶方向运动,加强冷气横向冲击作用,使得高传热区域向叶顶方向偏移;科氏力方向为轴向上游或下游,引起冷气轴向回流,增强冷气掺混,减小射流冷气周向速度,显著降低了传热强度;旋转条件下,旋流冷却传热强度比冲击冷却提高了27.6%;与静止条件相比,旋转数为0.819时冲击冷却传热强度减小了30.0%,旋流冷却传热强度减小了18.6%;叶片旋流腔旋转半径增大时,冷气周向速度稍有减小,靶面平均Nu略有减小;叶片安装角增大时,旋流冷却流场和平均Nu不变,周向平均Nu分布均匀性降低。     

聚砜中空纤维膜乙炔脱湿的研究

采用渗透侧抽真空的方式对膜法乙炔脱湿进行了系统的研究.考察了不同处理量下,渗透侧真空度对渗余气含水量、回收率、分离因子和水蒸气、乙炔渗透通量的影响.当处理量为2.4 mL/s,原料气压力为180 kPa,渗透侧压力为20 kPa时,经过膜分离器处理后的乙炔水含量可由1%降至0.4%以下,渗透气量小于5%,便于循环利用.     

新型旋流分离一体机的分离性能分析

针对旋流器无法对粒径在10 μm左右的固相颗粒进行有效分离的问题,提出了一种过滤分离与旋流分离相结合的新型结构,并对内部流体速度场、压力场的变化和空气柱的稳定性进行了数值分析,对过滤介质的过滤通量和分离效率进行了实验研究.发现在相同操作参数和结构参数下新型旋流分离一体机具有更稳定的内部流场,内部速度、压力降更大,当粒径大于5 μm后旋流分离一体机的分离效率迅速提高,在10 μm 左右的固相颗粒的分离效率能够达到65%~85%,而实验所用普通旋流器的分离效率在60%以下.     

特殊精馏分离甲乙酮-水共沸物系的工艺模拟与优化

由于共沸物的存在,甲乙酮-水混合物的分离在工业生产上一直是一个具有挑战性的问题。采用萃取精馏和变压精馏对分离工艺进行流程模拟与优化,得到摩尔分数为99.9%的甲乙酮产品,以年度总费用(TAC)最小为目标函数,采用序贯迭代法对其进行优化,得到最小TAC为6.569×10⁵美元。通过分析比较3种常用萃取剂无限稀释相对挥发度的大小,筛选出乙二醇作为萃取剂,得到最佳萃取剂用量、理论板数及进料位置;针对常规变压精馏工艺提出热集成方案,与采用方案前相比,年度总费用降低了27.1%。最后,对萃取精馏、变压精馏和热集成变压精馏3种分离工艺年度总费用进行对比,萃取精馏工艺比热集成变压精馏工艺年度总费用降低了21.5%。结果表明,在经济性方面,萃取精馏相比于热集成变压精馏更适合甲乙酮-水共沸物系的分离。     

流体振荡器在进气道流动控制中的应用研究

采用数值方法,对流体振荡器在S形进气道流动分离中的控制效果进行了仿真研究。应用CFD软件模拟计算了流体振荡器对进气道分离控制的作用,详细讨论了不同射流频率和射流角度对控制效果的影响。通过对流场的分析得出:射流频率和射流角度对控制效果有显著影响。射流频率为554 Hz,射流角度为45°时,控制效果最佳,总压恢复系数增加了0.403%,总压畸变指数减少了6.96%,分离区长度减少了8.07%。     

压差阻力波动对离心泵振动影响研究

基于流体的边界层理论，从理论上分析和阐述了压差阻力波动对离心泵振动的影响，并通过对比实验对其进行了验正。理论分析和实验的结果说明边界层分离将引起压差阻力。边界层分离的程度越大，引起的压差阻力也就越大。’并验证了过大的压差阻力将使测试泵的性能急剧下降，振动剧烈。这表明压差阻力对振动的扰动强弱取决于边界层分离的程度。最后指出，这种波动对离心泵的水力振动具有决定性的影响。以及系统相关参数的波动是不可避免的，能够控制的是边界层分离点的位置。避免过早的分离将有助于抑制压差波动，降低振动。     

等离子体激励参数对圆柱绕流影响的风洞实验研究

为研究等离子体的激励参数对圆柱绕流的影响,在低速风洞中进行介质阻挡放电(DBD)等离子体激励控制圆柱绕流的实验。风速V_∞=8 m/s,基于圆柱直径的雷诺数Re=8.6×10~4。圆柱绕流的烟线流动显示、圆柱壁面和尾迹压力的测量和分析表明脉冲激励参数的变化对圆柱绕流的影响在尾流宽度、壁面静压分布、圆柱阻力、尾迹压力分布三方面均有所体现。激励频率在400 Hz左右时流动控制效果最佳。占空比在40%~80%范围内,流动控制效果较好。激励电压在9.2~13.2 kV区间内存在放电启动的临界电压值,在22~25.5 k V范围内激励效果最优。边界层分离点附近区域,激励对壁面静压和流速的影响较为显著。     

动态隔离法解决钢铁厂低压氮气管网纯度波动问题

针对目前制氧厂氮气纯度波动的问题,提出一种控制措施——动态隔离。动态隔离即将空分和氮压机按生产能力大致匹配,分成若干组,各组间通过相应设备联锁控制的隔离阀以实现动态隔离（非完全隔离）,各组内空分与氮压机建立停机联锁。在事故发生时动态隔离阀组能够将事故区域与其他区域迅速隔离,从而有效控制由于设备突然停机造成大的压力波动所引起的氮气纯度波动,同时各组之间又有机地联系在一起,使得设备交叉运行方便,编制设备运行程序后,易于实现计算机自动控制。     

低压离子色谱法测定土壤中的硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)

研究了一种快速、灵敏且选择性好的用低压离子色谱测定土壤中的硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)的新方法.选取洗脱液为1.4×10-3 mol/L Na2CO3,其流速为1～1.2 mL/min,选取分离柱尺寸为100 mm×6 mm I.D., 抑制柱尺寸为60 mm×6 mm I.D.,并用电导检测器进行定量,对硒(Ⅳ)和硒(Ⅵ)的检测限分别为0.61 μg/mL和0.56 μg/mL,20 μL 进样的相对标准偏差为分别为2.40%和1.94%.     

板式换热器内两相流流量分配的模拟及实验验证

针对带有分配器的钎焊板式换热器内各支路的气液流量分配特性建立了预测模型.基于各支路的压降平衡方程,分别建立了板间流道和分配器流道压降计算模型;基于分配器处的气液分离关系方程,分别建立了两相流体在分配器处相分离和在分配器入口处液膜分布的计算模型.通过将压降平衡方程、气液分离方程分开迭代计算,开发了适用于模型的求解算法.模拟结果与实验测试数据对比表明,换热器总压降的相对误差在±20%以内,两相区高度的相对误差在±13%以内.     

旋涡管内的能量分离

改变旋涡管切向喷进速度以对旋涡管进行管内能量分离研究.结果表明旋涡管内能量分离效果主要取决于切向喷进速度.在亚声速区,分离效果与旋涡管喷嘴出进口压力比呈线性关系,且与喷嘴进口压力无关;最大能量分离效果发生在临界压力比附近,且受喷进压力影响,能量分离过程主要发生在旋涡管的前三分之一管段。还对最大能量分离效果进行了分析.