摘要：为了研究水平管外工质在较低饱和温度下的冷凝传热特性,在中间介质式汽化器的基础上,基于测壁温法和能量守恒原理,设计并搭建了工质在低温流体管外自然循环换热的实验装置。该装置可以开展不同蒸发侧温度、冷氮气流速、换热强化管、工质种类等工况下的实验研究,并配有可视化管段用于观察换热工质气液相间转换的过程,能够获得凝结表面传热系数、凝结液膜流态及热阻分布,分析冷凝管外壁轴向温度、腔体温度随管内冷氮气流速的变化规律。功能验证实验结果表明,低温流体管外工质凝结换热过程中,壁面热通量小于壁面过冷度对传热系数的影响,传热系数随冷氮气流量升高而降低、随蒸发侧水温的降低而减小。

摘要：提出了一种新型气液两相流分配器，主要由旋流叶片、整流器、分流喷嘴以及分配腔室组成。通过采用“流型调整”与“临界分流”控制相分离。为研究不同分流比下的分配特征，设计了2喷嘴和4喷嘴两种分配结构。建立了气液两相流数值模型，模拟了气液两相流在分配器内流动特性。在气液两相流实验环道上进行了测试，气相折算速度范围为5.0～25.0 m·s^-1，液相折算速度范围为0.012～0.14 m·s^-1，实验中出现的流型包括波浪流、段塞流以及环状流。结果表明，在临界分流条件下，气液相分流系数主要取决于与侧支管相连通的分流喷嘴数目与总喷嘴数目的比值，不受流型、气液流速等参数波动的影响。对于2喷嘴分配器分流系数接近理论值0.5，对于4喷嘴气液分流系数约为0.25。

摘要：随着中国对能源转型及氢能利用发展需求的日渐迫切,X80高强管线钢将面临在氢气环境中运行的风险。对管道而言,其在服役过程中同时存在静载荷和循环载荷,并且循环载荷与氢的交互作用更为复杂,因此评估管线钢临氢性能时要同时考虑拉伸性能和疲劳性能。通过高压氢气环境中的拉伸实验及疲劳裂纹扩展实验,分析了氢对X80钢拉伸及疲劳性能的影响,获得了量化氢压作用的X80管线钢疲劳裂纹扩展模型。结果表明:氢对X80管线钢的拉伸性能无明显影响;氢压越高,疲劳裂纹扩展速率越高,氢压3 MPa时的疲劳裂纹扩展速率为氮气环境中的10倍,氢对X80管线钢的疲劳裂纹扩展影响显著;当X80管线钢处于氢气环境中时,钢材的疲劳性能将成为管道安全设计和完整性评价的关键指标。

摘要：依据能量守恒定理和传热学原理建立热流体循环采油工艺中产液和热流体温度分布的数学模型,依据方程组的半隐式边界条件,结合单点打靶原理,提出一种高效准确的求解方法。以循环流量或注入温度最低为目标,以产液温度不低于析蜡温度为约束条件,建立井筒热流体循环工艺的优化模型,并引入打靶原理对优化模型进行求解。结果表明:新求解方法克服了多点打靶法或共轭函数法的数值不稳定和失真、二分法费时以及差分方程迭代法精度较低的缺点;在计算上大大节省了数值模拟及参数优化设计时间,在工艺上实现了最佳技术经济指标。

摘要：氢气管道输送技术标准化工作是保障氢能产业高质量发展及氢气安全输送的重要环节,而中国现行氢气管输技术相关标准较少,尚未形成完善的氢气长输管道标准体系。为此,对比分析国内外氢气管道建设现状以及现行氢气管道输送技术标准,从管材及连接工艺、管内安全流速、管道壁厚设计等方面探讨了国内外氢能管输技术标准的异同点,结果表明:氢气管道材质推荐使用低强度管材,氢气管道壁厚设计时可增加材料性能系数;国内外标准对于氢气管道修复相关要求内容均较少,在不增加安全风险的前提下,可参照天然气管道修复相关标准的要求。研究成果有助于广泛汲取和借鉴国外相对成熟的标准体系经验,可为中国氢气管输技术的应用和标准制定提供参考。

摘要：传统电脱水器采用裸电极,含水率较高时在高强电场作用下容易发生击穿现象,今设计了包覆绝缘层的高压电极并加工了新型静电聚结器,可有效避免击穿现象的发生。采用水/原油乳状液为实验介质,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术对水滴的聚结规律进行了观察和分析,探索了电场强度、流量、含水率等因素对水滴聚结特性的影响。结果表明:包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生,增加电场强度有助于油水分离,但高于临界场强后容易导致液滴破碎;含水率为10%、20%、30%时,最优电场强度不同,分别是372、320和204 kV m 1;含水率10%和30%乳化物液滴粒径增大倍数明显大于含水率20%的工况;电场作用时间影响液滴聚结效果,高强电场在低流量下具有很显著的作用;随着流量的增加电场作用降低,但高强电场在高流量下依然使液滴粒径明显增大。

摘要：针对通风工程中气流不可视、射流理论抽象,学生无法对气流分布形成直观认识的难点,该文利用纹影成像技术构思了自由射流理论的新实验方法,并进行了实验教学设计。实验利用纹影成像技术可视化效果突出、能够进行流场尺寸量化的优点,制作了一种基于纹影成像原理的Y型光学实验系统,在通风空调实验平台基础上配合传统热敏风速元件的测量,可充分展示通风射流的湍流发展和变化规律,并获得定量特征参数。该实验利用纹影可视化手段与通风射流理论相结合,实验结果形象直观,实验过程操作性强,有助于学生充分理解通风工程中的基础射流理论知识和难点,培养学生实践和创新能力。

摘要：降膜流动蒸发是液化天然气工艺中绕管式换热器的核心传热方式。为了研究不同雷诺数、管外径及管间距对烷烃类介质降膜流动管间流型、液膜厚度等参数的影响,基于VOF两相流模型和Level Set两相流模型的耦合模型,进行降膜流动的数值模拟研究,同时搭建可视化实验装置,对数值模型进行实验验证。基于数值模拟结果,拟合得到了适用于烷烃类介质的液膜厚度计算关联式。结果表明:雷诺数和管外径对液膜厚度分布影响较大,当管外径为4 mm时,在较大的雷诺数范围内(340~1 700),降膜流动的液膜厚度均匀,稳定性较差。研究成果可为天然气液化工艺绕管式换热器的设计与安全高效运行提供理论指导。

摘要：针对双锥型液-液旋流器导叶的设计问题,提出了一种新的基于空气动力学翼型的参数化造型设计方法 ,该新方法根据进口角、出口角等参数直接确定导叶关键点处位置,再通过Bezier曲线将关键点连接起来,形成叶型曲线。详述了新方法的导叶设计流程,推导了叶片型线方程,建立了导叶型线的参数化模型,并结合实例进行模拟验证。结果表明,新方法导叶具有以下优势:在几何特性方面,导叶型线光滑性好,具有良好的形状控制能力,且叶片型线方程中各个参数含义明确,便于有针对性地快速修改设计参数并再生模型;在流场特性方面,导叶产生流场具有更高的切向速度,并且导叶对流体的控制性好,更利于液-液分离。该新方法为轴流式液-液旋流器导叶设计与造型提供新的思路,可供工程设计使用。

摘要：本教学团队深入贯彻OBE教育理念和立德树人基本思想,以促进学生高阶能力发展为宗旨、以提升学生实践创新能力为目标,经过长期的探索与实践,形成“回归工程、融合创新”的育人理念。构建校外实践、校内实训、油库仿真和精品实验“四位一体”的课程实践体系,创建以油库电子沙盘为枢纽的“面体交叉,动静结合”实景教学资源;充分利用企业优质资源,组建跨界教学团队,创建了校企“三协同”育人机制,形成“一课多师”的师资结构;创设成长式任务导向(GPBL)教学模式,设计阶段教学任务和劣构问题,引导学生以“工程师角色”自主学习,实现能力提升。人才培养质量得到社会行业的广泛赞誉,研究成果得到同行和专家的高度认可,具有良好示范性和辐射作用。