摘要：目前,氮气、天然气欠平衡钻井过程中将由井筒返回至地面的气体进行直排放燃,这样既污染了环境,又浪费了能源,增加了钻井成本。为此,设计了一套气体钻井地面分离系统对由井筒返回至地面的气体进行回收,并对分离设备的排料系统进行了设计研究。为充分回收气体并保证连续排料,采用了液体排料的方案。液体输送需要保证排料速度大于临界流速,而临界流速与所输送固体的粒径有关,通过调研和采样分析,掌握了井口钻屑粒度分布范围,确定采用相应的B.C.克诺罗兹公式计算排料临界流速。同时,为了达到带压锁气排料的目的,设计了料罐液位自控方案。最后,针对气体钻井的实际工况对排料系统进行了实例设计,并进行了排料系统携岩排料能力试验,证明所做的设计可行。

摘要：天然气钻井过程中,井筒返回至地面的携岩天然气直接放燃,这样既浪费能源又污染环境。为了回收井筒返回至地面的携岩天然气,研究了天然气回收工艺,设计了由一级分离器、二级分离器、缓冲罐和过滤器组成的回收设备。一级分离器起预分离的作用,具有分离效率高、防粘壁、防返混的特点;二级分离器利用导叶式旋分管做分离元件。两级分离器能够除净气体中粒径大于7μm的钻屑颗粒。一级和二级分离器均采用液体输送方式进行连续排料。过滤器选用了外层玻璃纤维滤芯加内层金属纤维滤芯的双层复合滤芯,过滤分离效率可达99.8%以上,能够除净气体中粒径大于5μm的钻屑颗粒,可以保证过滤后的气体达到压缩机的进气要求。该回收设备不仅适用于天然气钻井中的携岩天然气回收,同时适用于其他气体钻井过程中携岩气体的净化和回收。

摘要：TiO2(钛白)以其优越的白度和稳定的物理化学性质被广泛应用于涂料、橡胶、塑料、日化等行业。采用旋流分离法从SCR废催化剂中分离出TiO2,以提高净化效率为目标,通过试验和模拟研究考察了微型旋流器溢流管的结构对分离效率的影响。数值模拟上采用了雷诺应力模型和离散型模型模拟,试验上使用直径为20mm的微型旋流器来分离粒度分布为(1~56)μm的颗粒物料。结果表明,在相同的处理量下,溢流口直径为4.5mm、溢流管伸入深度为10mm时,旋流器对物料的净化效率最高。

摘要：油气管道内部工况复杂且含有多种化学物质,为减少管道内黑色粉末及固化油泥对管道内检测器运行姿态稳定性及检测效率的影响,提出了一种适用于直径168 mm管道内检测器被动喷射式皮碗结构设计方案,利用有限元模拟仿真分析方法研究了被动喷射式皮碗结构设计的清洗性能。仿真结果表明:开孔角度为30°、开孔高度为15 mm及开孔直径为12 mm的被动式喷射开孔可使管道下游壁面上的流体介质流速达到14.81 m/s,可对黑色粉末进行有效清洗。被动喷射式皮碗结构可有效冲刷并清洗管道壁面黑色粉末,并在一定程度上清理管道内固化油泥,使其分散混合于管道内流体介质中随检测器排出管道外。该被动式喷射孔皮碗结构设计可丰富管道内检测器动力节皮碗设计理念,为相关检测性能优化提供理论指导和技术支撑。

摘要：液液萃取过程要求高的传质速率和高的相分离效率。由于液液两相密度差小和液体介质粘度较大,重力场下相分离效率较低,传统萃取设备往往存在夹带和液泛问题而影响萃取过程。本文设计了一种在超重力场下进行萃取的设备——旋流萃取器,其旋流场既可以强化传递过程,又可以强化相分离过程。在模拟可靠性验证的基础上,通过模拟方法探索直径为26 mm的旋流萃取器的流场、萃取效率和相分离效率。结果表明,在液液比一定的情况下,萃取效率随总处理量的增大而增大,分离效率随总处理量的增大先增大后减少,3级设备串联可达到95%的萃取效率,且设备高度不到传统设备的一半。

摘要：三相分离旋流器可实现三相混合物的同时分离,如冷焦水去粉除油。为探究三相分离旋流器流场特征及分离性能,采用CFD软件Fluent对其进行数值模拟研究并通过操作性能试验间接验证。结果表明,三相分离旋流器中心溢流管的设计在保留了一般旋流器流场结构的同时,向上旋流形成两个溢出流,可实现第三相的输出。切向速度在环形溢流管和中心溢流管内均沿半径方向增加,在靠近内壁处达到最大值,且中心溢流管内切向速度最大值比环形溢流管内小。模拟结果表明:冷焦水中油相和固相分离效率分别可达到80%和90%。

摘要：齿盘剪切空化器通过高速旋转能产生强烈的空化现象。齿盘剪切空化器内的流场及空化过程复杂,对齿间的空化行为及空化特性是该领域的难点和重点。采用Zwart空化模型对齿盘剪切空化器内空化过程进行数值模拟。结果显示,剪切盘齿间空化现象是离心力与机械剪切力的交替作用的结果。齿盘剪切空化器内的空化在整个盘间呈多点分布,且分布均匀,空化强度高,累积空化体积大。空化泡产生区域面积占比随齿盘旋转时间变化呈正弦曲线变化的规律。这对就齿盘剪切空化机理的探索、开发设计和应用具有重要意义。

摘要：在油气管道内检测作业中,清管器通过90°弯头时常面临卡堵风险,进而对检测和清管作业效率造成严重影响。为研究清管器在过弯时的通过性能,选取皮碗外径168 mm的清管器和弯曲半径为3D的90°弯头为研究对象,分别建立了三维准静态和基于欧拉-拉格朗日(CEL)方法的三维流固耦合2种仿真模型,并对仿真结果进行了对比研究。在此基础上,提出了以动力学响应特性和变形状态为依据的清管器弯管通过性评价方法,并分析了皮碗过盈量、夹持率和结构形式对其影响。研究结果表明,为保证清管器良好的过弯性能,过盈量范围应在2%~4%之间,夹持率应在60%左右,皮碗几何非连续特征面设定原则应使皮碗与过盈管道接触位置集中于皮碗唇部。研究结论对于管道清管器防卡堵机械结构设计及内检测施工安全保障具有一定的科学价值和工程指导意义。

摘要：独立学院工科学生的理论基础以及专业知识相对不足,能否成为用人单位满意的工程技术人才,毕业设计环节显得尤为重要。根据长三角地区过程装备制造业的特点及需要,常州大学怀德学院过程装备与控制工程专业将强化毕业设计环节作为合格人才培养的重要一环,积极利用专业具有的优势因素,注重学生工程应用能力的培养,强化宣传与专业密切相关的条例、标准和规范,并与专业知识融会贯通,形成人才培养的特色优势。

摘要：微通道内的流场规律是微反应器内部结构设计的基础,它对液液非均相的混合效果起决定作用。运用流体力学软件(FLUENT)对具有不同挡板结构的微通道内的流场进行数值模拟,分析微通道中流场的流动特点。通过对液液非均相的混合过程中的非定常计算,得到了不同挡板结构与混合时间及压降之间的关系。此方法不仅可用于优化微通道内部结构设计,同时也能为其他类型混合设备的优化设计提供了一定的理论参考。