摘要：通过采用中空环形内筒和锥台状碟片束浅层沉降强化理念,提出了一种新型立式气旋浮设备的结构设计方案,并开展了工艺设计研究。为确保实现预期工作性能,重点对锥台状碟片束浅层沉降强化气旋浮二次分离的作用机理和结构参数优选开展数值模拟研究。采用响应曲面法对新型立式气旋浮设备开展了四因素三水平的初步结构优化设计研究。结果表明:在相同模拟边界条件下,常规内筒内旋式气旋浮罐内部增设消旋和锥台状碟片束结构后,可使整体除油率提升45.22百分点;随着锥台状碟片个数的增加,除油率呈现先急剧上升后缓慢上升的趋势;随着碟片径向或轴向间距的增大,除油率呈现先升高后下降的趋势。基于优化后结构参数组合的除油率较优化前提升了9.77百分点;在不同进水含油浓度和分流比下,优化后结构的除油率变化范围控制在6百分点以内,表明其对水质波动具有较好的适应能力。

摘要：针对管式电场破乳设备中常用的环形电极结构,在采用理论分析、微观观测实验验证计算流体动力学(CFD)数值模型准确性的基础上,开展了非均匀电场中水颗粒介电泳运动特性的数值模拟研究,考察了电场参数、水颗粒尺寸参数、物性参数等对其运动的影响规律。结果表明,随着施加电压占空比的增大,水颗粒瞬时速度波动幅度先增大后减小,在占空比为50%时波动幅度最大,总体呈现波动式增大;随着电场频率增加,水颗粒平均速度呈现先上升后下降的趋势,在电场频率为1000 Hz时水颗粒平均速度达到峰值,但总体来看电场频率对水颗粒平均速度的影响不大。水颗粒与环形电极中心距离减小时,水颗粒所处位置的电场强度和电场梯度增加,造成水颗粒平均速度迅速增大;水颗粒直径为0.3~1.0 mm时,随着水颗粒直径增大,介电泳力与阻力同时增大,但介电泳力作用更强,导致水颗粒平均速度增大。随着油相黏度增大,水颗粒速度快速减小,当油相黏度增大到大于50 mPa·s后趋于平缓。在介电泳力作用下,水颗粒向环形电极中心运动,促进了偶极聚结。该研究结果可为管式电场破乳设备的设计研制和优化提供理论依据。

摘要：在三相分离器前进行预分水是确保老油田采出液含水体积分数持续增加现状下,油气集输系统稳定的最经济措施。围绕快速、多分水的目标,采用室内试验和数值模拟相结合的方法,分析入口含水体积分数对预分水用管式离心机分离性能的影响规律,确定其极限水出口分流比;探讨管式离心机在极限水出口分流比工况下,分离性能崩溃点随操作参数变化的分布规律,进而确定该工况下转速和流量的最佳匹配关系。研究结果表明:随入口含水体积分数的增加,管式离心机水出口含油质量浓度缓慢降低,分水率逐渐增加;当入口含水体积分数为80%时,极限水出口分流比为70%(此时分水率为88%);影响水出口分流比增加的关键原因为油水界面随水出口分流比的增加而不断向水出口方向移动,进而导致水出口含油质量浓度持续上升;基于熵权-Topsis算法计算设计处理量下的经济转速为600 r/min。研究结果可为采出液预分水用管式离心机的优化和性能改进提供指导。

摘要：微气泡型下向流管式气液接触器是一种下行并流气液接触传质设备,通过射流气泡发生器产生的高密度微气泡来强化传质,具有结构紧凑、气液接触面积大和传质效率高等优点。基于微气泡型下向流管式气液接触器性能实验测试平台和CO_(2)-N_(2)混合气体体系,首先考察了泵入液量对压降和最大自然吸气量的影响,在此基础上探究了不同操作参数和结构参数对其脱碳性能的影响。结果表明,微气泡型下向流管式气液接触器采用高速液体射流负压吸气,压降和最大自然吸气量都随着泵入液量的增大而增大,当泵入液量为14L/min时,最大自然吸气量随着柱体长度的增加而在12.5~14L/min范围内波动;泵入液量在从4L/min增大到14L/min过程中,压降由20kPa增大到300kPa;传质段长度变化对CO_(2)脱除率的影响较小,液气比和鼔入气量对其影响较大,CO_(2)脱除率随着鼔入气量的增大而逐渐减小,随着液气比的增大而逐渐升高;CO_(2)脱除率随MDEA溶液浓度的增大而增大,且MDEA溶液浓度随循环次数增加而减小,在循环使用三次后吸收能力显著降低。自主设计的微气泡型下向流管式气液接触器脱碳性能较好,CO_(2)脱除率最高可达99%以上。

摘要：针对直接将干燥时间带入干燥动力学模型无法准确得到分段式干燥各干燥阶段水分比的问题,提出了一种适用于分段式干燥的干燥动力学模型计算方法,可用于分析分段式干燥过程中水分比变化规律。对西洋参进行了干燥试验研究并对试验结果进行了非线性拟合,表明Modified Page模型适用于西洋参热风干燥的干燥动力学;通过对干燥条件和干燥常数的线性回归分析得到了偏回归系数,基于该偏回归系数对西洋参分段式干燥过程进行分析,得到了西洋参分段式热风干燥中各段的干燥动力学模型。利用所提出的计算方法对西洋参分段式干燥过程中水分比变化情况进行了计算,并将计算结果与西洋参分段式热风干燥试验结果进行了对比分析,发现计算结果与试验结果最大相对误差为7.44%,平均相对误差仅为1.78%。表明所提出的分段式干燥动力学模型计算方法可用于分析西洋参干燥过程中的水分比变化。

摘要：溶气设备是溶气释放式微细气泡发生系统的重要组成部分,基于自主设计研发的射流强化非填料式溶气设备,对其在不同操作参数下的工作性能开展了实验研究。采用WTW手持式溶解氧测定仪实施全程在线带压测量,同时以空气在水中溶解氧浓度的变化率直接表征溶气性能。结果表明,新型溶气设备在低能耗下仍具有较高的溶气性能;溶气性能随气液比的增加而增加,溶气效率随着溶气压力的增加而降低,随着进水流量的增加呈现出先增加后减小的趋势,氧转移传质系数随溶气压力和进水流量的增加而增加,最佳进水流量区间为0.7~0.9m^(3)/h。由于新型溶气设备在使用普通球阀减压释气成泡时,仍能产生高质量的微细气泡,占地面积远小于传统设备且不易堵塞,因此在实际工程应用中更具优势。

摘要：溶气罐是溶气释放式微气泡发生系统的关键设备,其中内筒溢流型溶气罐具有结构简单、成泡粒径小等优点。提出了3种内筒溢流型溶气罐的结构改进设计方案,并对其在不同操作参数下的溶气性能进行了对比分析。为克服通过测量释气量间接表征溶气量所带来的系统误差,建立了在线带压测量溶解氧的方法,并以空气在水中溶解量的变化率(即溶气效率)来直接表征溶气罐的溶气性能。结果表明:溶气效率随气液比和溶气压力的增大而增加,随液位比的升高而减小;在相同气液比、液位比及溶气压力下,气液切向进口加螺旋导叶片型溶气罐的溶气效率最高。采用响应曲面法对溶气性能相对最佳的内筒溢流型溶气罐的操作参数进行优化,预测最高溶气效率为72.43%时的最佳操作参数为:气液比为0.25,液位比为0.36,溶气压力为0.26 MPa。所得回归模型预测值与实测值的相对误差为0.87%,表明该模型可较好地分析和预测溶气罐的溶气性能。

摘要：根据质量与能量守恒,建立了机械蒸汽再压缩(MVR)海水淡化的热力学模型,使用工程方程求解器(EES)软件分析了系统性能与增压比、蒸发温度、进料海水浓度及温度等参数间的量效关系。结果表明增压比与蒸发温度对系统性能的影响相似,增压比越小、蒸发温度越低,系统的比功耗越低,回收率越高;随着进料海水温度的降低、进料海水浓度的降低,系统淡水回收率越高,比功耗下降但不明显;这些可为MVR海水淡化系统的优化设计提供借鉴。

摘要：高效紧凑型微细气泡发生技术和粒径调控技术是微细气泡技术大规模工业应用的前提和基础。通过CFD数值模拟手段和试验测试手段测试两级文丘里串联结构气泡发生器内气液两相混合发泡特性,并利用响应曲面法对关键结构参数进行了优化设计和交互影响分析。结果表明:对两级文丘里串联结构气泡发生器成泡粒径影响最大的参数主要是二级喉管管径,其次为一级喉管管径和二级扩张角,一级扩张角的影响最小。相同工况条件下,单级文丘里管气泡发生器所生成的气泡群中位粒径为543.64μm,粒径小于100μm的微细气泡数量占比为8.6%;两级文丘里管串联气泡发生器所生成的气泡中位粒径为515.99μm,微细气泡数量占比提升至12.1%。因此,可以通过控制水流流量和改变文丘里串联数量实现气泡粒径从毫米级别到微米级别的调控。

摘要：离心压缩机作为一种重要的动力旋转设备,广泛应用于天然气输送和石油化工等行业.由于现场实际工况与设计工况往往存在偏差,导致原有的设计曲线难以准确预测压缩机的实际性能.依据相似原理,结合现场实际情况对压缩机性能曲线进行换算是压缩机工程应用的一项重要工作.本文首先通过分析目前常用的3类相似换算方法的特点,发现压比是影响换算准确性的一个关键参数,减小该参数的误差可有效提高换算精度.在此基础上,提出一种基于预估校正思想的离心压缩机性能换算方法,该方法采用第二类相似换算方法对关键性参数压比进行预估,采用第一类相似换算方法对压比参数进行校正,从而大大提高相似换算结果的准确性.与川气东送长距离天然气输送管线某压气站现场数据对比,发现基于预估校正思想的换算方法所得的离心压缩机出口压力与实测数据误差仅为2%左右,出口温度的误差约2℃,性能换算精度较高.