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液态CO_(2)管道输送注入端相变特性试验研究

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安全与环境学报 2022年第2期22卷 763-769页

作者：马砺范新丽邢园园郭睿智魏高明西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 西安科技大学陕西省煤火灾害防治重点实验室西安710054

液态CO_(2)输送过程具有不稳定性,尤其是管道注入端易受外界环境影响发生相变而造成管路堵塞。因此,研究注入端液态CO_(2)相变特性对非稳态输送具有重要意义。通过自主搭建的耐高压管道式CO_(2)相变特性测试系统研究了不同初始压力下注... 详细信息

液态CO_(2)输送过程具有不稳定性,尤其是管道注入端易受外界环境影响发生相变而造成管路堵塞。因此,研究注入端液态CO_(2)相变特性对非稳态输送具有重要意义。通过自主搭建的耐高压管道式CO_(2)相变特性测试系统研究了不同初始压力下注入端压力及温度的变化情况,分析了注入端相态变化及传热特性。结果表明:液态CO_(2)注入平均质量流量一定时输入管道后发生热交换,瞬时相变导致注入端压力先上升后逐渐降低,温度在短时间内保持不变后快速下降,最终压力和温度趋于稳定;不同平均质量流量下,注入端压力/温度变化趋势一致,平均质量流量越大,气化过程越缓慢,所需时间越长;管道初始压力为1 MPa时,注入端CO_(2)介质由气态变为气液两态最终变为过热液体,通过温度-压力特性曲线得出,注入端压力和温度变化较小,前后压力差为0.099 MPa;管道内预先充入一定量CO_(2)气体,可防止温度和压力大幅度变化而产生干冰堵塞管道。

关键词：安全工程液态CO_(2)相变特性管道输送注入端压力温度

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天然气水合物试采多相输送的弯管段防护研究

石油机械 2024年第1期52卷 109-117页

作者：白莉商鹏程刘强王海文中国石油大学(华东) 中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司中船黄埔文冲船舶有限公司

天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少。为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型... 详细信息

天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少。为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型为理论基础,对多相流中气液相间分布及管壁冲蚀磨损进行了数值模拟,开展了冲蚀磨损试验并提出耐磨防护方案。研究结果表明:可以从减弱弯管段湍流剪切作用、颗粒对弯管内壁的直接碰撞及减少动能传递进行防护设计;15°楔形垫层对应的最大冲蚀速率减幅74.55%,在1.0~2.2 m/s的流速范围内防护效果更明显;陶瓷涂垫层防护对冲蚀-腐蚀交互作用有明显的抑制效果。研究结论可为管道输送工程防护措施的制定提供技术参考。

关键词：管道输送水合物浆液冲蚀磨损非线性碰撞 Bubble-DPM模型双重防护方案

基于RBF-ARX模型的耙吸挖泥船泥浆管道输送模型预测控制

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水运工程 2022年第7期 217-222页

作者：张曦元苏贞付敬奇俞孟蕻江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212000 上海大学机电工程与自动化学院上海200444

针对耙吸挖泥船挖泥装舱过程中管道内泥浆输送流速过低导致管道堵塞影响疏浚效率、造成安全风险等问题,进行泥浆管道输送模型预测控制研究。提出一种基于RBF-ARX模型的预测控制方法,通过改变泥泵转速控制耙吸挖泥船输送管道中泥浆的流... 详细信息

针对耙吸挖泥船挖泥装舱过程中管道内泥浆输送流速过低导致管道堵塞影响疏浚效率、造成安全风险等问题,进行泥浆管道输送模型预测控制研究。提出一种基于RBF-ARX模型的预测控制方法,通过改变泥泵转速控制耙吸挖泥船输送管道中泥浆的流速。建立基于RBF-ARX模型的泥浆管道输送模型,设计基于RBF-ARX模型的预测控制器,并对泥浆输送过程进行仿真。结果表明,设计的模型预测控制器与PID控制器相比,该控制方法具有较好的动态控制效果与较强的鲁棒性。

关键词：耙吸挖泥船管道输送模型预测控制 RBF-ARX模型

超临界CO_(2)管道输送管径技术经济性评价

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油气储运 2022年第1期41卷 114-120页

作者：吕家兴侯磊王昕王玉江刘芳媛中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·中国石油天然气集团公司油气储运重点实验室中国石化胜利油田分公司工程技术管理中心

CO_(2)输送作为大规模碳捕集、利用与封存工程建设的中间环节,其首选方法是管道输送。CO_(2)管道输送经济性评价模型是评价其投资回报、优化管输参数的依据。通过对比分析CO_(2)管径计算公式,建立经济性评价模型,基于超临界CO_(2)管道... 详细信息

CO_(2)输送作为大规模碳捕集、利用与封存工程建设的中间环节,其首选方法是管道输送。CO_(2)管道输送经济性评价模型是评价其投资回报、优化管输参数的依据。通过对比分析CO_(2)管径计算公式,建立经济性评价模型,基于超临界CO_(2)管道工程案例,对管道直径进行经济评价。结果表明:超临界CO_(2)管道单位运输成本随管径的增大先下降后增加,对于输量为1×10^(6) t/a、长度为200 km的管道,其管径为240 mm时CO_(2)单位运输成本最低;Vandeginste管径模型的计算结果与理论最优管径相近,推荐在实际工程中应用该模型;公称直径为200 mm时所节约的管道费用远大于能耗成本的增量,年化费用最小;单位运输成本随着运输距离的增加而降低,200 km后趋于稳定。研究结果可为CO_(2)管道经济输送提供科学依据及决策参考。(图5,表7,参21)

关键词：超临界CO_(2) 管道输送管径计算运输成本经济评价敏感性

深海多金属结核集矿装置水力输送流场分析与试验

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矿冶工程 2024年第2期44卷 1-4页

作者：彭建平李俊程阳锐黎宙吴冬华长沙矿冶研究院有限责任公司深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室湖南长沙410012

对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送... 详细信息

对深海多金属结核集矿装置水力输送流场进行了理论计算,得到了多金属结核粒径与输送通道最小输送速度的关系;仿真分析了喷嘴射流速度分别为15、20、25 m/s时输送通道内水流流态分布,给出了流道下表面30 mm处的流速。在实验室进行了输送喷嘴不同射流速度的采集试验,实验结果与理论计算及仿真分析结果相符。

关键词：多金属结核深海采矿集矿装置喷嘴射流流体仿真管道输送

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能源安全战略下中国管道输送技术发展与展望

油气储运 2022年第6期41卷 632-639页

作者：丁建林西昕张对红国家石油天然气管网集团有限公司北京市100028

随着中国管道工业的不断发展,现已形成以中俄东线天然气管道为代表的第三代管道技术体系,以管道输送为策源的整体技术水平跻身世界第一方阵。通过系统总结中国管道输送工程设计施工、材料装备、输送储存、安全维护等领域的技术发展现状... 详细信息

随着中国管道工业的不断发展,现已形成以中俄东线天然气管道为代表的第三代管道技术体系,以管道输送为策源的整体技术水平跻身世界第一方阵。通过系统总结中国管道输送工程设计施工、材料装备、输送储存、安全维护等领域的技术发展现状,分析了“四个革命、一个合作”能源安全新战略驱动下油气储运科技发展面临的机遇和挑战,展望了传统油气储运技术升级、数字化转型、新能源储运以及非常规管道技术等发展方向。面对新形势、新要求,管道企业应在保障石油天然气安全高效输送的同时,为保障国家能源安全、完善现代能源体系建设提供有力支撑。

关键词：能源安全战略油气储运管道输送新能源储运

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振动流变对泥浆管道输送的减阻效果研究

水运工程 2022年第6期 29-34页

作者：陈杨柳二郝宇驰陶润礼张民曦喻国良上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司上海201208

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着... 详细信息

泥浆在管道输送中阻力大导致能耗高,严重制约疏浚生产效益。本文将泥沙流变学的振动加载流化技术应用到泥浆管道输送减阻研究中,在管道系统中开展振动流变减阻效果研究。结果表明,减阻效果随着振动频率的增大先显著提升后趋于平缓;随着体积浓度的增加而增强,但其增强的速度逐渐减小;随着输送流速的增加而不断减弱直至趋于平稳。且对于试验泥样,存在一个最优振动频率为40 Hz,此时系统达到了最佳减阻效益状态;在内径为100 mm管道中,当泥浆体积浓度为29.94%、管道输送流速为0.9 m/s、微幅机械振动频率为100 Hz时,对于中值粒径为31μm的奉贤海滩泥沙能减小20%以上的阻力损失;最后,提出了泥浆管道输送振动流变减阻的计算模型。

关键词：疏浚泥浆管道输送振动减阻泥沙流变阻力损失微幅机械振动

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旋转水力提升多金属结核运动特性数值模拟

矿冶工程 2024年第2期44卷 13-17页

作者：陈云杜燕连李萌梁栋沈义俊海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海南海口570228 海南大学机电工程学院海南海口570228 海南大学信息与通信工程学院海南海口570228

采用CFD-DEM耦合方法对多金属结核提升进行模拟,研究了垂直管道中不同旋转流场旋流比对水力提升多金属结核输运特性的影响。结果表明,随着旋转流场旋流比增大,旋转强度显著增强,流体流速最大值增大,颗粒群轴向平均速度增大。旋转流场的... 详细信息

采用CFD-DEM耦合方法对多金属结核提升进行模拟,研究了垂直管道中不同旋转流场旋流比对水力提升多金属结核输运特性的影响。结果表明,随着旋转流场旋流比增大,旋转强度显著增强,流体流速最大值增大,颗粒群轴向平均速度增大。旋转流场的旋转强度明显影响管道内颗粒的速度分布:速度大的颗粒逐步分布在管壁周围,速度较小的颗粒分布在管道中心处。旋转流场可降低颗粒群局部浓度,有利于降低因颗粒滞留效应引起局部浓度升高造成的输送管堵塞风险。

关键词：深海采矿多金属结核液固双相流水力提升管道输送旋流比 CFD-DEM耦合

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精矿浆体管道输送流量检测研究

仪器仪表学报 2012年第4期33卷 891-898页

作者：何成王耀南邹伟生湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 湖南大学机械与运载工程学院长沙410082

针对精矿浆体管道输送流量难以准确检测的问题,在浆体管道输送试验基地进行输运试验与研究。分析精矿流体特性与浆体浓度变化及气泡等对电磁流量计检测流量的影响。设计一种基于多传感器信息融合的流量检测系统,给出其检测系统结构框图... 详细信息

针对精矿浆体管道输送流量难以准确检测的问题,在浆体管道输送试验基地进行输运试验与研究。分析精矿流体特性与浆体浓度变化及气泡等对电磁流量计检测流量的影响。设计一种基于多传感器信息融合的流量检测系统,给出其检测系统结构框图。提取流体状态的特征量:差压波动系数、流量波动系数、浆体密度等,并研究其与流量的相关性。将精矿浆体管道输送过程划分为5个阶段,根据特征量识别所获数据所处阶段。采用分层产生式规则的专家系统对每个阶段检测的流量进行真伪辨别和融合修正处理。给出了带浆停泵再启动与多泵串联批量输送铁精矿浆体的流量试验曲线,说明系统能在各种工况下准确地检测输送流量。

关键词：浆体管道输送流量检测多传感器信息融合专家系统