气含率

摘要： 目的 实现耦合空化效应的超声滚压系统流场结构的优化,提升超声滚压加工质量。方法首先,利用Fluent流场仿真软件模拟超声滚压加工流场空化情况,获取滚珠周边3个关键位置的气含率。其次,采用最优拉丁超立方方法进行实验设计,并以流场结构参数为优化变量,以3个关键位置气含率为优化目标,基于二阶响应面法建立气含率近似模型。然后,综合运用AHP和熵权法确定各个气含率的权重值,采用遗传算法NSGA-II对近似模型进行优化求解来获取最优流场结构参数。最后,对优化结构与初始结构下获得的气含率进行对比,验证优化结果。结果基于20组最优拉丁超立方试验结果所构建的二阶响应面近似模型拟合度较好,3个关键位置气含率均在95%置信水平上均通过显著性检验。综合分析后,3个优化目标的权重分别为0.2791、0.2516和0.4692,获得的优化结构的3个关键位置气含率相较于初始结构分别提升了21.6%、156.4%、44.1%,效果明显。结论优化后的流场结构可以应用在超声滚压加工系统中以提升加工过程中的空化效应。

摘要： 管路结构设计与优化对提高工质输运效率具有重要意义。针对亚/超临界水氧化工艺中涉及的气液两相流动过程进行了三维非稳态数值模拟。结果表明,管路内温度沿流动方向逐渐降低,气含率逐渐升高;不同结构管路内压力分布呈显著差别。水平直管内压降随管径增大而降低,但当管径达到0.016 m时,压降变化不再显著;水平渐扩管内压降随渐扩段管路长度的增加先降低后升高,当渐扩管路长度为0.1 m时,工质输运效率最高;水平渐缩管内压降随渐缩段管路长度的增加先降低后升高再降低,表明通过对渐缩管路长度的合理选取可以实现快速降压的同时降低阻力损失。

摘要： 基于工业实际分离设备建立数学模型,通过计算流体力学方法充分解析分离设备改造前后流场特征,结合群体平衡模型求解得到的气泡运动及尺寸分布发现:采用隔板或折流板等构件能有效地促进小气泡的聚并作用,聚并后的大气泡通过浮力作用能快速从油相分离。研究结果针对流场调控技术提出基于两相物性参数差别的直接分离法和基于气泡行为调控的强化分离法,并指出基于气泡行为调控的强化分离法具有更高的油气分离效率,但会增加分离系统能耗。最后,以实际工业分离设备改造为例,综合分析对比了设备改造前后分离效率和能量损耗情况。

摘要： 通过二维和三维CFD-PBM耦合模型对空气-醋酸体系中流体力学参数进行数值模拟,采用表面张力修正曳力模型与聚并模型,考察了醋酸浓度对鼓泡塔内气含率、气泡大小分布及轴向液速等参数的影响,与差压法、光纤探针和电阻层析成像技术(ERT)测量的实验数据进行了对比,并讨论分析了气含率和气泡直径等流体力学参数的模拟结果。结果表明,醋酸浓度在70%~80%(质量分数)范围内平均气含率存在最大值,且平均气含率的预测值在±10%误差内,三维模拟结果和ERT实验值吻合较好,说明修正后的模型在不同浓度醋酸体系中具有较好的预测性。

摘要： 本文采用数值模拟的方法,选择标准k-ε湍流模型和VOF模型,对放大后的底吹炉在四种不同放大准则下产生的放大效应进行研究。放大准则分别为单位体积功率消耗(P/V)、修正弗劳德数(Fr′)、雷诺数(Re)以及单位体积流量(Q/V)。结果表明:不同放大准则下的底吹炉内速度场分布特征基本不变。不同监测点位置的混合时间也不同,但在较大的流速下受测量位置的影响减小;等雷诺数的放大,混合时间长,气含率小,等单位体积流量的放大,混合时间更短,气含率较大,但气含率的波动范围较大,且单位体积功耗大幅上升,均不适合作为放大准则;等单位体积功耗和等修正弗劳德数的放大,两者均具有较高的气含率和较少的混合时间。综合来看,等修正弗劳德数的气含率及混合时间的放大效果更好,优于其他3种放大准则,更适合作为底吹炉的放大准则。

摘要： 以Lightnin静态混合器(LSM)内水−空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_(L)=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_(G)=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明:当U_(L)<0.085 m/s和U_(G)=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d_(32)逐渐减小。当液体表观速度U_(L)≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d_(32)随气体表观速度的增加先减小后增大;U_(G)=0.028 m/s时d_(32)达到局部最小值,53%的气泡直径d_(B)/D_(0)在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d_(32)/D_(0)=0.031τ^(-0.14)We^(-0.41)。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式:C=5.26×10^(5)U_(G)^(-0.91)/Re^(0.74)。

摘要： 基于雷诺时均N-S方程和标准k-Epsilon湍流模型,同时结合Cavitation模型,利用ANSYS CFX软件对对称和非对称结构等不同结构的三种文丘里施肥器在0.150~0.350 MPa共9种不同进口压力工况下进行数值模拟,得到进口流量、吸肥量、静压分布、气含率分布等内外特性,在此基础上探究三种不同结构对施肥性能的影响,以期为文丘里施肥器设计和研制提供一定的设计参考价值。

摘要： 加压溶气气浮技术是污水除油中常用的高效工艺,气泡的大小和分布对除油效率的影响至关重要。基于相群平衡模型,对溶气气浮器内两相流动及气泡聚并进行数值模拟,并进行实验研究加以验证,建立了气浮器接触区模型,研究了气泡聚并及气含率分布规律,分析了释放头不同气液比和接触区高度对气含率分布和气泡聚并情况的影响。结果表明:接触区气含率随气液比增大而升高,随接触区高度的增加而降低,气泡在上浮过程中会发生聚并使得气泡变大,稳定性变差,同时加快上浮速度,会影响接触区的气含率分布。通过微观模拟发现大粒径微气泡在上浮过程中更容易发生聚并,小粒径微气泡则由于表面张力作用稳定性更强,不易发生变形和聚并。研究结果为溶气气浮气液比的选择和浮选过程气含率和气泡分布的研究提供参考。

摘要： 浸没式燃烧汽化器(SCV)是一种用于对低温储存的液化天然气(LNG)进行气化的装置,在液化天然气接收站调峰和应急响应中被广泛应用.建立了基于数值模拟和理论计算的SCV设计计算程序,并通过该程序分析了标准工况下的传热系数及温度的变化规律,讨论了运行负荷对气含率、燃气量及传热系数的影响.结果表明,弯头处的二次环流有利于强化管内传热效果,该处的壁面温度出现降低,管外传热系数在外壁低温结冰区基本不变,后随冰层沿程消失;高运行负荷下气含率升高对管外传热的抑制更为明显.SCV的设计计算结果表明,该换热器面积裕度为14.5％,与实际裕度10％接近.

摘要： 在与工业气化炉几何相似的洗涤冷却冷态模拟装置内,借助双头电导探针和皮托管-差压变送器,测量了环隙空间的气含率及内轴向和切向的液相速度分布,对洗涤冷却室内的液相流动结构进行研究.结果表明:下降管出口及破泡板下方轴向液速呈现近下降管外壁向下流动,液池内壁向上流动的结构,液相转折点分别为r/R=0.7和r/R=0.6;破泡器的存在使轴向液速呈抛物线分布;切向速度相比轴向速度较小,在-0.15～0.1 m/s范围内波动;不同表观气速下的液相速度分布具有相似性,随着表观气速的增加,液相速度增大;通过对h=523 mm处液相速度分布的归一化处理,得到Uz/Uc模型关联式;经检验,环隙中心速度随塔径和表观气速的变化可近似用Nottenkaemper关联式描述.

摘要： 加压气浮法是目前较为成熟的净水技术,决定气浮效果好坏的重要因素是在气浮过程中生成的微气泡的数量.为了研究溶气水气含率的优化机制,本文主要从操作参数及释放头结构两个方面进行实验研究.一方面通过改变溶气罐内压力、液位高度、进液量,监测气含率的变化情况;另一方面研究释放头开孔数及开孔面积对气含率的影响.结果表明:增大溶气罐内压力可使气含率提高;降低液位高度时,气含率逐渐增高至稳定:增加释放头开孔数目、增大开孔面积也会降低气含率,同时还需逐步增加进液量以维持压力;最终得出最优的操作条件.

摘要： 在湿法脱硫技术中,喷嘴的性能至关重要,本文考察了自主研发的新型洗涤喷嘴的性能,新型喷嘴具有轴切向分别进液,操作灵活可控的特点.通过调节轴切向迸液量可以得到不同的流型.本文在不同的操作条件下,通过视频和图片总结出洗涤器内的四种典型流型,并应用电导探针测量出不同实验条件下洗涤器内气含率的分布,发现气速和轴切向进液量都会影响气含率的分布,得出了四种典型流型的气含率分布图.实验结果可以为喷嘴的结构优化提供理论基础.

摘要： 浆态床反应器(SBCR)作为一种新型的气液固三相反应器由于操作费用低、可控性好等优点有着广泛的应用前景。鼓泡床中气含率决定了其反应器的体积、流型以及相间传质和传热等,因此是鼓泡床设计和分析中最重要的一个参数。

摘要： 采用双电导电极探针法对高通气量搅拌槽内气泡尺寸和局部气含率的分布规律进行了研究。结果表明:搅拌槽内气泡尺寸在槽底区最小,液面区最大,槽底区和液面区气泡尺寸几乎不受操作条件影响。随通气量的增大,搅拌槽内大部分区域的局部气含率增大,但槽底区的局部气含率减小；随搅拌转速增加,上循环区和液面区局部气含率基本不变化,而其它区域的局部气含率增加。局部气含率均匀性随通气量的增大而减小,随搅拌转速的增加而增大,与局部气含率相比,气泡尺寸的均匀性受操作条件的影响较小。实验回归了高通气量下搅拌槽内平均气泡尺寸和平均气含率随通气量和单位体积液体功率消耗的关联式。与低通气量相比,在高通气量下,表观气速和搅拌功率对气液分散的影响减小。

摘要： 气液鼓泡床反应器由于具有结构简单、无机械传动部件、易密封、相际接触面积大、传质和传热效率高、操作简单、容易实现工业放大等优点,广泛地应用于很多工业过程。当前研究与开发多相反应器的重点与难点在于鼓泡塔反应器内瞬间速度场与浓度场的在线检测。而非插入式的电阻层析成像技术相对价格低廉,操作简单,时间分辨率高,并可以实现对某一特定空间进行多方位在线测量,同时采用数据图像重构技术,可提高空间分辨率(可视图像和流动结构),给出整个截面的流场和浓度信息。与插入式测量技术相比,具有明显的优势。利用这种先进的测量技术在直径160 mm气液鼓泡塔反应器内以水为液相、空气为气相,考察液体表观流速对平均气含率、流型和气含率的径向分布的影响。研究结果表明:与间歇模式相比，随着表观液速的增加,在并流模式下气含率降低,逆流模式下气含率增加。同时给出气含率径向分布特征:对气含率的径向分布,较高的气含率出现在中心区,较低则在塔壁处；而且随着表观气速的增加,中心处的气含率也增加。

摘要： 在连续进料的操作条件下，从实验的安全性和可行性考虑选用水，氮气为实验介质，在Φ600mm×6000mm的中心气升式环流反应器内，固定表观液速Ulr为0.008 m.s-1，表观气速Ugr范围是0.02～0.12m.s-1，在常压～2.0Mpa的压力条件下进行实验，测量了距分布板0.9～2.9m、2.9～4.9m的中心导流简及下降环隙四个区域的气含率，各个区域的气含率均随空塔气速和压力的增加而增加。结合四个区域的气含率分布图，对气泡的循环临界速度Utrans进行了预测。

摘要： 气升式环流反应器是在鼓泡塔反应器的基础上发展起来的.基于欧拉-欧拉双流体模型,采用PBM模型对环流反应器内气液两相流体系中的流体力学行为进行数值模拟,得到了反应器内的气含率、环流液速、气泡粒径等参数的分布情况.结果表明,采用PBM模型可以更好地模拟反应器内的气泡粒径分布情况;不同的底部结构对中心上升区的气含率和环流液速影响较大,而对环隙下降区的影响不大;对比其他两种结构,椭球底结构的反应器具有较好的流体力学特性.

摘要： 在气升式内环流反应器的基础上,提出了一种轻相上升式环流反应器,并建立了一套该反应器的冷模实验装置,以浓硫酸-氮气、浓硫酸-轻油两相系统作为研究对象,分别测定了不同操作条件下(ug=0.018m/s—0.071m/s、ul=0.013m/s—0.11m/s)反应器升流区与降流区的压差,并计算得出相应的气含率和油含率(轻相含率);对于浓硫酸-轻油两相系统,进一步测定了反应器的液液混合性能,并以乳化液中轻相含率和乳化液静置分层所需时间来表征液液混合效果.实验结果表明,随着气速(轻相流速)的增大,反应器升流区与降流区的气含率(轻相含率)均呈现先增大后趋于稳定的趋势,说明轻相上升式环流反应器与气升式环流反应器具有相似的性质;同时,该反应器具有良好的混合型能,并且随着轻相流速的增大,液液混合效果呈现先明显改善后逐渐趋于稳定的趋势.

摘要： 建立了一个总高为0.8m，床宽、床深为0.1m和0.01m的可视化准三维浆态床系统，对床层压差的变化规律进行了试验研究。空气、水和玻璃粉分别作为浆态床中气液固三相。分析了不同的固相体积分数下，床层压降随表观气速的变化规律。利用床层膨胀法，求出全床平均气含率，找到流型转变气速点，分析均匀流、第一转变点、过渡流和第二转变点四种情况下的压差曲线和对应的流型图。

摘要： 本文提出了一种多级循环流充填式浮选柱,并对其充气性能进行了研究。采用液位上升法测量了全塔气含率;采用摄像法考察了气泡的大小和分布;使用激光多普勒测速仪测量了液体循环速度.研究发现当起泡剂浓度增大时,全塔气含率上升,气泡平均直径减小,液体循环速度增大;当气速增大时,全塔气含率上升,气泡平均直径增大,液体循环速度增大.在进气量1.0 m3/h,起泡剂2-EH 浓度为100ppm时,气含率为20%,气泡分布均匀,直径分布在在1.2～1.8mm 之间.结果表明,在多级循环流充填式浮选柱中气泡发生器的使用非常必要,同时柱体的其它结构需要不断优化,从而开发充气性能良好的浮选设备.

摘要： 本发明提供一种根据靶式流量计的冲力特性和差压特性，利用单一的靶式流量计、一套差压测量仪表进行气液和汽液相流体的流量和质量含气率和含汽率的测量，可用于多种介质的气液和汽液两相流体的测量，空气-水的实验结果表明，测量误差小于4%。

摘要： 本发明公开了一种基于多视觉的小通道气液两相流相含率测量系统和方法。该系统包括一台高速摄像机、两个光源、直角棱镜、小管道、甘油槽、计算机。首先，从两个相互垂直角度同时获取小通道气液两相流流动图像序列；其次，进行图像预处理和光学畸变校正，建立泡状流、段塞流、环状流和波状流四种典型流型的相含率测量模型；然后，提取图像的特征向量，进行流型辨识；最后，选择相应流型的相含率测量模型，计算相含率。本发明利用多视觉技术，为每一种典型流型建立了相含率测量模型，将流型信息引入到相含率测量模型，提高了测量的准确性。相应的装置具有结构简单、非接触式测量、可视化等优点。

摘要： 一种含气稠油含气率的测量方法及测量系统，包括将一定体积的含气稠油油样放入密闭容器内，测得气体压力；逐渐加热，待气体压力不再变化时测得气体压力与气体温度；将油温与气温逐渐冷却恢复至初始温度后，测得气体压力；根据三个状态下气体压力与温度，计算得到三种状态下密闭容器内所含气体物质的量；进而求得含气稠油含气率及稳定微气泡含气率与相变微气泡含气率。其系统包括温度控制装置，电源，数据采集装置，设有压力变送器和温度传感器的密封罐。本发明采用加热处理使相变微气泡冷凝从而与稳定微气泡分离的方法，可得到含气稠油含气率、稳定微气泡含率与相变微气泡含率，适用于同时含有稳定气体与相变气体的液体含气率测量。

摘要： 本发明公开了一种用于气液两相流含气率瞬态测量的电导率传感器，其特点在于：第一法兰、第一保护电极、第一绝缘环、接收电极、第二绝缘环、第二保护电极及第二法兰沿轴向依次套接并固定于主管上，发射电极的一端位于主管外，发射电极的另一端插入于主管内后沿主管的中心线布置，且发射电极穿过第一法兰、第一保护电极、第一绝缘环、接收电极、第二绝缘环、第二保护电极及第二法兰；两个同心电导传感器中的接收电极相连接，两个同心电导传感器的发射电极相连接，该传感器能够减少发射电极与接收电极之间电场在轴线及周向上的不均匀性，避免边缘效应对测量结果的影响。

摘要： 本发明涉及一种原油中含气率和含水率的双能χ射线测量方法，系利用χ光机产生的χ射线与物质作用原理，在油田生产中，油水气三相介质并存的条件下，测量输油管道中含水率和含气率指标。该测量方法依托于主要由三个大分系统组成的测量设备和一套专用软件，包括二种能量χ射线的产生分系统，一个或二套探测器构成的探测器分系统，以及一个总控和数据处理分系统组成，还包括准直器。专用软件中采用了特殊算法来求解含水率ω

摘要： 一种含气稠油含气率的测量方法及测量系统，包括将一定体积的含气稠油油样放入密闭容器内，测得气体压力；逐渐加热，待气体压力不再变化时测得气体压力与气体温度；将油温与气温逐渐冷却恢复至初始温度后，测得气体压力；根据三个状态下气体压力与温度，计算得到三种状态下密闭容器内所含气体物质的量；进而求得含气稠油含气率及稳定微气泡含气率与相变微气泡含气率。其系统包括温度控制装置，电源，数据采集装置，设有压力变送器和温度传感器的密封罐。本发明采用加热处理使相变微气泡冷凝从而与稳定微气泡分离的方法，可得到含气稠油含气率、稳定微气泡含率与相变微气泡含率，适用于同时含有稳定气体与相变气体的液体含气率测量。

摘要： 本发明公开了一种用于气液两相流含气率瞬态测量的电导率传感器，其特点在于：第一法兰、第一保护电极、第一绝缘环、接收电极、第二绝缘环、第二保护电极及第二法兰沿轴向依次套接并固定于主管上，发射电极的一端位于主管外，发射电极的另一端插入于主管内后沿主管的中心线布置，且发射电极穿过第一法兰、第一保护电极、第一绝缘环、接收电极、第二绝缘环、第二保护电极及第二法兰；两个同心电导传感器中的接收电极相连接，两个同心电导传感器的发射电极相连接，该传感器能够减少发射电极与接收电极之间电场在轴线及周向上的不均匀性，避免边缘效应对测量结果的影响。

摘要： 本发明公开一种含天然气水合物沉积物的高分辨率多频阵列电阻率测井物理模拟方法，包括以下步骤：a根据研究区域的地质背景等制取地层模型，将地层模型放入天然气水合物生成系统的反应釜中；b在地层模型的中央钻取井眼模型；c使地层模型完全饱和模拟地层水；d采用天然气水合物生成系统中的气体注入及控制系统将气体注入到反应釜中，同时监测系统内部的压力和气体消耗量，直至预定条件；e反应釜置入冷库中，将冷库温度降低至1摄氏度并稳定2小时后，将高分辨率多频阵列电阻率仪插入井眼中，连接信号采集与数据处理系统。本发明可以模拟不同岩性、物性、粒度等沉积物基本性质及其组合条件下含水合物沉积物的多频阵列电阻率响应特征。

摘要： 本实用新型公开了一种用于在线测量气液两相流的气液两相流含气率测量系统，包括：至少一对探针，所述至少一对探针在使用时与气液两相流接触；和阻抗测量单元，所述阻抗测量单元与所述至少一对探针电连接；所述至少一对探针中的每个探针包括尖端以外的部分附着有绝缘膜的导电本体。通过所述气液两相流含气率测量系统，能够实时测量气液两相流中的气泡大小、分布以及局部空泡份额。

摘要： 本实用新型公开了一种油田生产井采出液含水率、含气率及流量的测量装置，包括控制器和倒置U型管段；所述倒置U型管段，包括依次连接的进口管、垂直上升管、水平管、垂直下降管以及水平出口管；其中，所述垂直上升管设有第一差压传送器；所述垂直下降管上依次设有节流元件和静态混合器；在所述垂直下降管与所述水平出口管的连接处，安装有含水率传感器；所述节流元件上设有第二差压传送器；所述控制器分别与第一差压传送器、第二差压传送器和含水率传感器连接。该测量装置可靠性高、体积小、标定方便并能满足现场安装维护的需要；通过控制器可实现自动化、实现实时在线测量，可以准确测算出三相流的含水率、含气率还有质量以及体积流量。