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某集气站节流阀节流温降特性研究

某集气站节流阀节流温降特性研究

作者：付来强西南石油大学

学位级别：硕士

节流阀常用于高压气体的集输工作中,是地面集输节流系统中的核心部件,高压天然气流经节流阀,由于流道突变产生焦耳-汤姆逊效应导致温度较低,甚至在节流阀出口处形成冰堵,水合物的形成严重影响了天然气的集输工作的正常运行。针对节流阀... 详细信息

节流阀常用于高压气体的集输工作中,是地面集输节流系统中的核心部件,高压天然气流经节流阀,由于流道突变产生焦耳-汤姆逊效应导致温度较低,甚至在节流阀出口处形成冰堵,水合物的形成严重影响了天然气的集输工作的正常运行。针对节流阀产生冰堵问题,本文运用理论和数值模拟的方法对节流阀中天然气节流温降特性进行了研究,得到了相应的结论,为防止节流阀在集输过程中形成“冰堵”提供了参考理论。首先,对天然气的特性进行了分析与说明,接着对天然气、天然气水合物、冰进行了对比分析,着重对天然气中的主要成分甲烷的热力学参数进行了研究,得出了在不同压力、温度下的密度、定压比热容、动力粘度和导热系数值。其次,焦耳-汤姆逊效应是通过焦耳-汤姆逊系数来表达,天然气中的主要成分是甲烷、乙烷、丙烷、氮气、二氧化碳和硫化氢气体。运用四种VDW、RK、SRK、PR状态方程分别计算了甲烷在不同压力和温度下的焦耳-汤姆逊系数,并与文献值进行了对比,得出适合于计算天然气焦耳-汤姆逊系数的最佳状态方程。通过MATALAB软件编程分别计算了天然气中其他成分的焦耳-汤姆逊系数,同时运用最佳方程做出了各气体的焦耳-汤姆逊反转曲线,研究了节流吸热的关系。然后,以双层笼套式节流阀为研究对象,建立三维模型,运用计算流体力学软件Fluent对其进行瞬态模拟,分析了节流阀内部流场的温度场、压力场、速度场的变化情况。在不同进、出口压力工况下,得到了节流阀内部节流孔位置处温降、压降以及焦耳-汤姆逊系数的变化规律。最后,在不同环境温度下,基于对流传热和Fluent温度场couple自动耦合,分析了外界温度对节流阀内气体的温降的影响,得到了在不同环境温度和不同进口温度下节流孔处温降、压降变化以及焦耳-汤姆逊系数的变化规律。研究结果表明:节流阀的节流作用引起的节流温降,通过MATALAB软件编程求解发现SRK状态方程适合于计算焦耳-汤姆逊系数,其最大相对误差、最小相对误差以及平均相对误差分别为1.17%、0.26%和0.91%,得出了天然气中主要成分的温降区间。常温条件下,天然气中各成分气体属于致冷气体,极易引起较大温降,其中天然气气体的压力比环境温度对温降的影响更大。发现在x=-7.5mm、x=0mm、x=7.5mm、x=15mm处节流孔的位置上温度、压力、速度变化趋势相同,但在x=22.5mm处的位置上,其数值相差很大,故分为两种情况进行了分析。出口压力在开始减小时,节流孔位置处压降变化较大,温降不大。随着水合物析出越来越多,出口压力越来越小,压降变化较小,但温降变化很大。

关键词：天然气节流阀焦耳-汤姆逊系数压降温降冰堵

水力旋流器对海底天然气水合物混合浆体分离提纯

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现代化工 2017年第1期37卷 155-159页

作者：陈浩吕斌付来强吴文科西南石油大学机电工程学院四川成都610500

针对我国水合物海底分离部分的技术空缺,对国内外现有的海底分离技术进行分析总结,并结合海底深水浅层天然气水合物固态流化绿色开采技术,设计了一种适合于天然气水合物海底预分离的工艺,并利用水力旋流器对水合物浆体进行分离。建立水... 详细信息

针对我国水合物海底分离部分的技术空缺,对国内外现有的海底分离技术进行分析总结,并结合海底深水浅层天然气水合物固态流化绿色开采技术,设计了一种适合于天然气水合物海底预分离的工艺,并利用水力旋流器对水合物浆体进行分离。建立水力旋流器的力学模型,基于雷诺应力模型研究了一种适合固-固-液三相流的流场模拟分析方法,并通过数值模拟得到了旋流器内部流场的相应参数,证实水力旋流器对海底水合物分离的可行性与可靠性。通过改变混合浆体中颗粒粒径、进给速度、进给混合浆体中泥砂体积分数以及水力旋流器的锥角,分析水力旋流器分离效率的影响规律,得到了在颗粒粒径为10~90μm的工况下,最优的分离效率的粒径为50~70μm;进给速度为7 m/s左右,泥砂体积分数为25%左右。

关键词：天然气水合物海底分离工艺多相流水力旋流器数值模拟

基于3C-FIAS量化工具对课堂教学行为的个案研究

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化学教学 2017年第4期 6-11页

作者：马敏娜薛亮付来强陆闻雪陕西师范大学化学化工学院陕西西安710119 西南石油大学四川成都610500

在分析原始FIAS互动分析系统不足的基础上提出3C—FIAS互动分析系统。根据经验猜想专家型教师和新手教师在课堂提问、多媒体应用和实验操作等三方面的差异，应用该分析系统进行差异性分析。研究发现该分析系统能很好地反映两类教师在课... 详细信息

在分析原始FIAS互动分析系统不足的基础上提出3C—FIAS互动分析系统。根据经验猜想专家型教师和新手教师在课堂提问、多媒体应用和实验操作等三方面的差异，应用该分析系统进行差异性分析。研究发现该分析系统能很好地反映两类教师在课堂提问、多媒体应用和实验操作三方面的行为差异。3C—FIAS互动分析系统为课堂教学行为分析提供了新的研究思路。

关键词： 3C—FIAS 教学行为课堂研究案例研究

基于鲍建生试题难度量化工具的高考试题难度分析——以2016年全国Ⅰ、Ⅱ卷为例

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化学教学 2017年第2期 32-36页

作者：薛亮马敏娜付来强陆闻雪陕西师范大学化学化工学院陕西西安710119 西南石油大学四川成都610500

结合化学高考试题特征及已有研究对鲍建生试题难度模型进行修改，制定高考化学试题难度量化工具的基本结构和评定过程，并运用该量化工具对2016年全国新课标卷Ⅰ、Ⅱ进行难度分析。结果显示：该量化工具不仅能衡量试题难度，而且能具体... 详细信息

结合化学高考试题特征及已有研究对鲍建生试题难度模型进行修改，制定高考化学试题难度量化工具的基本结构和评定过程，并运用该量化工具对2016年全国新课标卷Ⅰ、Ⅱ进行难度分析。结果显示：该量化工具不仅能衡量试题难度，而且能具体指出试题难度差异的主要表现，这为试题事前难度分析和试题修正提供了新思路。

关键词：试题难度量化工具试题分析高考试题

海底NGH水力提升法最小提升速度和压力损失

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中山大学学报（自然科学版） 2017年第3期56卷 17-25页

作者：陈浩付来强吕斌吴文科黄俊铭西南石油大学机电工程学院四川成都610500

根据天然气水合物的相关性质,对比总结了现阶段天然气水合物的几种主流开采方法;在现有的天然气水合物水力提升工艺的理论基础上,研究了天然气水合物水力提升系统中天然气水合物颗粒的最小提升速度;采用主流颗粒水力提升最小速度计算理... 详细信息

根据天然气水合物的相关性质,对比总结了现阶段天然气水合物的几种主流开采方法;在现有的天然气水合物水力提升工艺的理论基础上,研究了天然气水合物水力提升系统中天然气水合物颗粒的最小提升速度;采用主流颗粒水力提升最小速度计算理论,并结合天然气水合物颗粒性质计算出天然气水合物颗粒最小提升速度,同时进行了对比;对水力提升系统的管路输送系统进行了理论建模,研究对比得到了天然气水合物输送过程中管路系统中颗粒浓度、颗粒直径、提升速度对天然气水合物提升管路系统中压降的影响。

关键词：天然气水合物水力提升最小提升速度提升压损

用双锥-内锥型水力旋流器提纯海洋天然气水合物浆体

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过程工程学报 2018年第3期18卷 491-495页

作者：陈浩吴文科吕斌陈靖文付来强尹钢西南石油大学机电工程学院

针对水合物混合浆体中存在少量天然气的问题,设计了一种适合水合物混合浆体除气除砂的新型水力旋流器？双锥-内锥型水力旋流器,采用有限体积数值模拟方法研究了颗粒粒径、锥角组合、进口压力对固体颗粒和天然气分离效率的影响.结果表明... 详细信息

针对水合物混合浆体中存在少量天然气的问题,设计了一种适合水合物混合浆体除气除砂的新型水力旋流器？双锥-内锥型水力旋流器,采用有限体积数值模拟方法研究了颗粒粒径、锥角组合、进口压力对固体颗粒和天然气分离效率的影响.结果表明,固体颗粒粒径为50-90μm、天然气气泡直径为400-800μm、进口压力为4.3-7.3 MPa时分离效率最佳,最优的锥角组合为10°–5°.

关键词：海洋天然气水合物分离双锥-内锥型水力旋流器多相流数值模拟

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皮碗不同唇长和工作压差时接触性能研究

机械设计与制造 2018年第11期 45-48页

作者：陈浩付来强吴文科刘小明西南石油大学机电工程学院四川成都610500 四川天本生物技术有限公司四川成都610500

皮碗是芯轴式清管器上的重要组件,皮碗需要具备密封流体形成驱动力、刮削管壁完成清洗并推动污垢前行等功能。文章分析了三种常见有唇皮碗的受力,建立了它们的力学模型;以针对(mm)管道的皮碗为研究对象,建立了皮碗的二维有限元模型;分... 详细信息

皮碗是芯轴式清管器上的重要组件,皮碗需要具备密封流体形成驱动力、刮削管壁完成清洗并推动污垢前行等功能。文章分析了三种常见有唇皮碗的受力,建立了它们的力学模型;以针对(mm)管道的皮碗为研究对象,建立了皮碗的二维有限元模型;分别计算分析皮碗在不同唇长和不同工作压差时的最大接触应力、接触长度及接触应力分布规律;得到了皮碗在不同唇长和工作压差时皮碗的相关性能的变化规律。研究结果为实际工作中皮碗的选型与设计提供了理论依据。

关键词：芯轴式清管器橡胶皮碗力学模型接触性能

基于二次开发的ABAQUS的防喷器旁通启闭短节密封性能研究

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润滑与密封 2018年第9期43卷 119-124页

作者：陈浩尹钢马慧珍付来强吴文科陈靖文西南石油大学机电工程学院四川成都610500

为了提高井下防喷器旁通启闭短节密封性能分析的效率,基于Python语言和ABAQUS的GUI功能对ABAQUS进行二次开发,并提出一种参数化计算程序。所开发的程序能有效地减少利用ABAQUS研究井下防喷器旁通启闭短节密封时的重复工作,提高了工作效... 详细信息

为了提高井下防喷器旁通启闭短节密封性能分析的效率,基于Python语言和ABAQUS的GUI功能对ABAQUS进行二次开发,并提出一种参数化计算程序。所开发的程序能有效地减少利用ABAQUS研究井下防喷器旁通启闭短节密封时的重复工作,提高了工作效率。采用该程序分析不同载荷和配合锥角下旁通启闭短节阀芯-阀座的受力规律。结果表明:在阀芯-阀座的最大Mises应力不超过材料的屈服强度的情况下,随载荷的增大旁通启闭短节的密封性能变好,而随配合锥角的增大其密封性能变差。

关键词：密封性能旁通启闭短节 ABAQUS 二次开发

优化SH626型薄板烘丝机设备参数降低干头干尾

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中国烟草学报 2022年第1期28卷 39-43页

作者：付来强郭亚强郭志强李君赵波屈璠郭建刚任亚宁甘肃烟草工业有限责任公司天水卷烟厂甘肃天水741024

【目的】降低SH626型薄板烘丝机的干头干尾量。【方法】通过加水试验,优化薄板烘丝机启动风门排潮开度、料头薄板温度上升时间、滚筒入口无料到进入倒料状态开始时间设备参数,分别设计逐渐升温、延时立即升温、延时逐渐升温3种延时升温... 详细信息

【目的】降低SH626型薄板烘丝机的干头干尾量。【方法】通过加水试验,优化薄板烘丝机启动风门排潮开度、料头薄板温度上升时间、滚筒入口无料到进入倒料状态开始时间设备参数,分别设计逐渐升温、延时立即升温、延时逐渐升温3种延时升温程序。【结果】①人工加水效果显著,干头干尾明显减少,但容易产生黄斑、水湿团等现象,不宜采用此方法;②启动风门排潮开度减小,有助于降低干头量;③料头逐渐升温、延时立即升温、延时逐渐升温3种延时升温程序下均有助于降低干头量,但延时逐渐升温程序下效果最佳,可基于延时逐渐升温程序下优化料头薄板温度上升时间,降低干头量;④滚筒入口无料到进入倒料状态开始时间的减小,有助于降低干尾量。【结论】通过设计程序和优化设备参数,得到了烟丝干头干尾含水率在10%以下的最优设备控制参数,干头干尾量降低到0.55%,提升了烘后烟丝的质量稳定性。

关键词：烘丝机干头干尾加水试验优化程序设备参数