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国家自然科学基金(51274232): 作品数：38 被引量：272H指数：10; 相关作者：曹学文彭文山杨文边江孙文娟更多>>; 相关机构：中国石油大学（华东）中国石油大学中国石化更多>>; 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金山东省自然科学基金更多>>; 相关领域：石油与天然气工程化学工程自动化与计算机技术理学更多>>

大型LNG储罐干燥置换的研究与计算被引量：9: 2015年; 大型LNG储罐的压力测试都采用水压进行,试压结束后必须对储罐进行干燥置换。工程中大多采用氮气持续吹扫进行干燥置换,导致氮气消耗大、工期长、作业成本高,另外干燥置换理论计算方法不完善也给LNG储罐干燥置换介质的计算造成障碍,无法准确预估介质使用量。为节省液氮用量以及准确预估干燥置换氮气使用量,文章采用热干空气吹扫干燥与氮气干燥置换相结合的方法,用压涨式吹扫干燥工艺对储罐实施干燥置换作业,同时根据氧含量及露点要求给出干燥置换介质用量的计算方法,与站场储罐干燥置换施工情况进行对比分析表明:按照露点要求得到的干燥置换计算方法能很好地计算液氮用量及作业工期,可为储罐干燥置换的理论计算及施工作业提供参考。; 曹学文彭文山任大伟王萍张楠徐晓婷唱永磊; 关键词：LNG储罐计算方法

Laval喷管内二氧化碳凝结过程研究被引量：6: 2017年; 设计Laval喷管结构,结合内部一致经典成核理论和Gyarmathy液滴生长理论,建立超声速凝结相变欧拉双流体数学模型,对超声速流动条件下天然气中二氧化碳气体的凝结过程进行数值模拟研究,并分析入口二氧化碳摩尔分数对凝结过程的影响。结果表明,气体进入喷管后高速膨胀,温度降低,二氧化碳气体在喷管扩张段发生自发凝结现象,凝结核在短距离内急剧产生,液相质量分数持续增加,直至喷管出口;入口气体中二氧化碳摩尔分数从0.05增至0.14,凝结起始位置前移6.82mm,极限成核率和液滴数量减少,液滴生长速率加快,液滴粒径增加,喷管出口液相质量分数由0.1238增至0.1991;不同入口二氧化碳摩尔分数下喷管出口二氧化碳液化率均高于60%,出口气相中二氧化碳摩尔分数较入口大幅降低,入口二氧化碳摩尔分数小于0.10时,出口均可降低到0.03以下。; 孙文娟曹学文杨文靳学堂; 关键词：液化数值模拟

基于气—固双向耦合的输气管道最大冲蚀角度预测被引量：27: 2016年; 弯管作为气田集输管道输送系统中的常用组件,极易受到固体颗粒对管壁的冲蚀破坏。为了研究输气管道的冲蚀规律、预测弯管最大冲蚀位置,采用Eulerian-Lagrangian方法计算了管内气、固两相的流动情况,在Eulerian坐标系下求解气体连续相流场,在Lagrangian坐标系下求解颗粒离散相运动轨迹,利用Erosion/Corrosion Research Center(E/CRC)冲蚀模型以及Grant和Tabakoff颗粒—壁面碰撞模型计算管壁冲蚀速率。数值计算过程中考虑了气、固两相之间的双向耦合作用,利用多种模型研究了在不同弯径比及颗粒直径影响下的弯管冲蚀规律、颗粒运动轨迹及弯管最大冲蚀角度,并提出最大冲蚀位置预测方程。研究结果表明:①固体颗粒对弯管的冲蚀存在着临界直径,在颗粒临界直径前后的冲蚀规律明显不同;②固体颗粒直接碰撞和滑动碰撞共同作用导致弯管出现不同的冲蚀形貌,并影响最大冲蚀速率的出现位置;③根据临界颗粒直径以及管道中颗粒运动轨迹提出的冲蚀最严重位置预测方程能很好地预测弯头处最大冲蚀角度,可以为输气管道冲蚀预测提供参考。; 彭文山曹学文; 关键词：输气管道弯管

双组分气体自发凝结成核模型修正被引量：6: 2017年; 针对双组分气体自发凝结经典成核模型及Looijmans修正的经典成核模型存在未考虑真实气体效应或考虑真实气体效应时化学势差计算复杂、成核动力项生长速率向量中碰撞率的计算采用了理想气体的表达形式、未考虑液滴曲率半径对表面张力的影响的缺点,对双组分气体自发凝结成核模型进行了修正。将以上缺点均修正的修正模型1的计算结果与实验数据的偏差较大,最小偏差仍大于2个数量级,认为是不准确的液滴表面张力模型的引入造成的结果。仅考虑真实气体效应修正和碰撞率计算修正的修正模型2较修正模型1的计算结果更为接近实验值,误差可在2个数量级以内。修正模型2对不同介质双组分气体自发凝结成核预测值较Looijmans模型预测值更接近实验值,且大部分情况下较Kalikmanov提出的半现象学理论模型更为准确,推荐使用修正模型2进行双组分气体自发凝结成核率预测。; 杨文侯志强陈鹏曹学文; 关键词：双组分气液平衡

Laval喷管气体超声速凝结流动实验研究被引量：5: 2019年; Laval喷管是超声速旋流分离技术的核心装置,气体在喷管内高速膨胀产生的低温效应可实现混合气体中可凝组分的冷凝分离。为明确喷管内超声速凝结流动规律,建立了超声速凝结流动实验系统,研究了Laval喷管内气体凝结流动过程,并重点对比分析了膨胀角为1.5°/3°/5°时喷管内的凝结流动参数。结果表明:气体在喷管内流动,温度压力不断降低,气体在喷管喉部处发生凝结,液滴数目急剧增长。喷管膨胀角对气体凝结过程影响明显。喷管膨胀角越大,喷管压力温度下降越快,喷管制冷效果越好。与此同时,凝结产生的液滴数目越多,半径越小。; 曹学文牟林升赵西廓边江; 关键词：超声速制冷效果

含聚油泥分离实验研究被引量：4: 2016年; 聚合物驱采出液具有黏度大、携泥量高的问题。通过分离药剂的筛选研究,可改善油、泥/水分离工艺流程的分离效率,降低含聚采出液处理难度。对含聚油泥进行油、泥/水分离技术实验研究,通过对含聚油泥的物性组分分析,筛选并复配适合的油泥分离剂,获得了适用于含聚油泥的高效油泥分离药剂SY1。在实验室条件下,对优选出的油泥分离剂进行工艺参数优化研究,明确了样品油泥所对应的油泥分离剂最佳药剂用量、反应温度、反应时间、搅拌速度等工艺参数。; 孟凡雪张健靖波; 关键词：油泥工艺参数

三甘醇脱水工艺参数与流程优化研究被引量：10: 2018年; 针对当前三甘醇脱水装置存在的效率低和能耗高的问题,通过开展三甘醇脱水工艺参数与流程优化研究,结果表明:应用HYSYS自带优化器优化三甘醇脱水装置参数后,在重沸器温度为200℃,汽提气用量、入塔贫甘醇流量在设计值范围内,优化后单位能耗比优化前单位能耗平均降低约8.7%。共沸再生脱水工艺流程的贫液浓度约为99.8%,三甘醇贫液损失量约为传统三甘醇脱水工艺的10%,脱水后干气水露点比传统三甘醇脱水工艺低38℃左右。通过开展优化研究使三甘醇脱水装置的能耗更低、脱水效率更高,为现有设备的节能降耗设计和平稳运行提供参考依据。; 周树青仝淑月高继峰杜翰曹学文边江; 关键词：天然气三甘醇脱水

高速膨胀天然气凝结流动特性被引量：13: 2016年; 结合气、液相流动控制方程组、内部一致经典成核理论、Gyarmathy液滴生长模型、液滴表面张力模型、k-ω湍流模型及NIST真实气体模型,对自行设计的Laval喷管内天然气自发凝结流动过程进行数值模拟研究。结果表明,在Laval喷管扩张段内,随着过冷度的增大,将发生甲烷气体凝结成核及生长现象。对于固定出口马赫数的喷管,更低入口温度或更高入口压力将使凝结发生在更靠近喉部处,且液滴成核率最大值及气体湿度均更大;比热比值将随入口温度的降低或入口压力的升高而增大,导致压降及温降增大,较低的入口温度或较高入口压力将使出口温度或出口压力低于三相点,可能导致气体无法液化。随着压比的增大,喷管内产生了激波,且逐渐向入口方向移动;激波产生后液化环境随即被破坏,湿度立即变为0。喷管出口马赫数增大对液滴成核率影响较小,能促进液滴生长过程,但过大马赫数可能导致气体无法液化。喷管出口处气体未达到热力学平衡状态时,可在直管段内继续凝结,同时压缩波和摩擦效应将使得液滴气化。各入口条件下,甲烷气体在喷管出口处湿度均低于0.1,液化效率较低。; 杨文曹学文徐晓婷李开源王迪; 关键词：超声速激波数值模拟

基于高速膨胀的气体液化成核模型修正: 2017年; 当前基于高速膨胀的气体液化研究仍处于理论探索阶段,所用成核模型多为内部一致经典成核理论(ICCT),不过该理论应用于低温真实气体时偏差较大。针对理论推导过程的忽略因素,作如下修正:采用逸度求解化学势差,液滴曲率对表面张力影响的修正优选Tolman模型,状态方程优选SRK、低温表面张力推荐LD公式。将模型修正前后的理论结果与水、烷烃的实验数据对比发现,低温时ICCT预测值偏高,最大偏差3~4个数量级;而修正后偏差可降低1~2个数量级,预测偏差降至2个数量级以内,特别对烷烃类偏差均在1个数量级以下。修正后的模型能获得较好的预测结果,可作为天然气高速膨胀液化研究的成核基准公式。; 曹学文靳学堂夏鹏杨文孙文娟

潞安煤制油项目煤气化装置大件吊装策划及实施: 2016年; 潞安煤制油项目的气化装置是目前世界上气化能力最大的装置,超大型设备多,钢结构量大,场地布置狭小,吊装作业难度大,因此科学、合理的吊装策划、作业是成功进行吊装的关键。在论述了吊装工程特点的基础上,介绍了包括吊车配置、设备吊装、钢结构模块化吊装、施工总平面布置、施工工序安排等的整体吊装策划;阐明了合成气冷却器下段与钢结构一起吊装、气体返回室+导管段的两次翻转作业、排渣罐吊装等的涉及关键设备的吊装策划。该项目经过180 d的吊装作业,已成功地按照施工作业计划和安全要求,完成了所有大件设备的吊装。; 王志成李海杰闫世忠余保志沈林洪; 关键词：煤气化装置大件吊装

国家自然科学基金(51274232)

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