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栅条絮凝池内颗粒聚并行为模拟研究

环境工程 2023年

作者：柴彤山伏雨程怀玉龙新平武汉大学动力与机械学院水射流理论与新技术湖北省重点实验室

为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素，本文采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为，通过CFD-PBM耦合的方法，研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响，提出了颗粒平均粒径增长率指标来... 详细信息

为探究絮凝池内部颗粒聚并行为的影响因素，本文采用群体平衡模型(PBM)模拟颗粒聚并行为，通过CFD-PBM耦合的方法，研究了絮凝颗粒初始平均粒径和絮凝颗粒体积分数对栅条絮凝池内部颗粒聚并行为的影响，提出了颗粒平均粒径增长率指标来表征CFD-PBM耦合方法下絮凝池内部絮凝效果，结果表明：1）当进口颗粒体积分数为0.1时，随着絮凝颗粒初始平均粒径由10μm增长到76μm，出口处粒径由117.54μm增长到154.82μm，但颗粒平均粒径增长率由1075.4%降低迅速降低至103.7%;2）在进口颗粒初始粒径为40μm时，随着颗粒体积分数由0.05增长至0.2，出口位置颗粒粒径由127.16μm增加至155.74μm，而平均粒径增长率也随之由208.7%增加至289.4%；3）从整体上来看，当颗粒体积分数从0.05增加到0.1时，平均粒径增长率的变化最快，絮凝效果的提升最为显著。

关键词：水力絮凝颗粒聚并 PBM 数值模拟

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撞击流中细颗粒团聚的研究

撞击流中细颗粒团聚的研究

作者：陈润果南昌大学

学位级别：硕士

目前,燃煤电厂传统除尘方法主要有静电除尘器、布袋除尘器及湿法脱硫除尘装置等,它们均可有效去除粗颗粒,但对PM2.5等细颗粒的脱除效率不够理想。为高效脱除此类细颗粒,常采用加装预除尘设备的方法,通过物理(如电场、湍流场等)、化学(... 详细信息

目前,燃煤电厂传统除尘方法主要有静电除尘器、布袋除尘器及湿法脱硫除尘装置等,它们均可有效去除粗颗粒,但对PM2.5等细颗粒的脱除效率不够理想。为高效脱除此类细颗粒,常采用加装预除尘设备的方法,通过物理(如电场、湍流场等)、化学(如化学团聚剂等)方法使微小颗粒团聚长大。本文主要采用数值模拟的方法研究了水平对称气固两相撞击流。首先,本文对撞击流内颗粒进行受力分析,确定了颗粒受力情况。建立飞灰颗粒在水平对称撞击流中的运动轨迹数学模型,计算出颗粒在撞击流中逆向气流的最大飞行距离及其所需时间,得出颗粒在撞击流装置的总的飞行时间和飞行距离。然后,采用计算流体动力学软件FLUENT,数值模拟了水平对称撞击流中气固两相流流动问题,研究了装置内部的流场分布,并得出颗粒运动情况。撞击流进口气流速度增大可以提高撞击区压力和湍流强度,同时撞击区域整体宽度基本保持为0.2m。进出口压力差随着气体速度的增加而增大,且伴随着速度的增大,压力差的梯度也越大。其湍流强度在轴向基本上是关于撞击面左右对称分布的;在撞击区域,湍流强度迅速增大,在撞击面上湍流强度到达最大。随着进口气流速度的增大,颗粒在撞击流室内的平均飞行时间减小。最后,Fluent软件中两相基础模型选用欧拉-欧拉模型,并加载颗粒群平衡模型(PBM)以考虑颗粒间的团聚作用(布朗及湍流团聚)。颗粒团聚核函数由用户自定义函数(UDF)嵌入,来分析进口烟气流速、喷管间距、进口烟气颗粒体积分数以及颗粒粒径范围对颗粒聚并效率的影响。对于本文所研究的撞击流装置可以得出一个较为适合的湍流团聚运行参数,即进口速度22m/s,喷口间距0.36m,宽粒径下颗粒体积分数0.7%时,撞击流装置的团聚效率最高。

关键词：撞击流微细颗粒物 CFD 颗粒聚并颗粒群平衡模型

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水合物流动环路实验研究进展

化工进展 2018年第4期37卷 1347-1363页

作者：史博会宋素合易成高雍宇李文庆丁麟柳扬宋尚飞宫敬中国石油大学(北京)油气管道输送安全国家工程实验室/石油工程教育部重点实验室/城市油气输配技术北京市重点实验室北京102249 中国石油安全环保技术研究院北京102206 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油技术开发公司北京100028

作为水合物研究的重要手段之一,水合物环路实验研究因其能够模拟管输体系中的水合物生成、流动及堵塞规律,得到国内外众多研究者的青睐。本文介绍了法国Archimede环路、法国IFP-Lyre环路、美国Exxon Mobil环路、美国塔尔萨大学FAL环路... 详细信息

作为水合物研究的重要手段之一,水合物环路实验研究因其能够模拟管输体系中的水合物生成、流动及堵塞规律,得到国内外众多研究者的青睐。本文介绍了法国Archimede环路、法国IFP-Lyre环路、美国Exxon Mobil环路、美国塔尔萨大学FAL环路、澳大利亚Hytra环路、挪威NTNU环路、挪威SINTEF环路、挪威Petreco A/S高压轮形环路、中国科学院GIEC水合物实验环路、中国CUPB化工实验环路和中国CUPB储运实验环路11条国内外水合物实验环路的主要设计参数和实验工艺流程等基本概况。从流动体系水合物生成研究、水合物浆液流动特性研究、水合物堵管机理及风险控制研究、水合物颗粒聚并及粒径分布研究等4个方面,总结了基于水合物环路实验所获得的研究进展及主要成果。为未来更具功能特色的水合物实验环路的搭建提供了设计思路和参考意见。并指出后续深入开展水合物环路实验研究,应将宏观实验数据分析与微观测试手段相结合,优化实验方案,明确实验目标,以揭示水合物相关基础研究的本征机理。

关键词：水合物流动环路浆液堵管风险颗粒聚并

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含水合物的油包水体系流动数值模拟

应用力学学报 2013年第4期30卷 574-580,649页

作者：刘陈伟李明忠梁晨韦青张国栋中国石油大学石油工程学院青岛266555

在充分考虑油包水体系水合物生成特点的基础上,基于传热学、多相流、水合物动力学相关理论,建立了描述含水合物油包水体系流动规律的理论模型,并给出了模型的定解条件和求解方法。数值计算表明:产液量、含水率、液滴粒径均会影响水合物... 详细信息

在充分考虑油包水体系水合物生成特点的基础上,基于传热学、多相流、水合物动力学相关理论,建立了描述含水合物油包水体系流动规律的理论模型,并给出了模型的定解条件和求解方法。数值计算表明:产液量、含水率、液滴粒径均会影响水合物的生成,进而影响体系流动;当水合物的生成速率受体系提供的游离气量控制时,其值基本不变;进入水合物生成域,液滴转化为水合物颗粒并发生聚并,其量纲为一的聚并粒径在整个生成域保持恒定,且产液量越少、含水率越低、液滴粒径越小,量纲为一的聚并粒径越大;进入水合物分解区,水合物颗粒簇解体后又重新聚并,量纲为一的聚并粒径较生成域的小;水合物生成会导致体系的黏度增加,黏度增幅随水合物颗粒体积分数和量纲为一的聚并粒径的增大而增大。

关键词：油包水乳状液水合物动力学液滴粒径颗粒聚并量纲为一的聚并粒径

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油水体系水合物生成与堵塞机理研究进展

石油化工 2021年第5期50卷 496-504页

作者：王成刘妮孟斐上海理工大学能源与动力工程学院上海市动力工程多相流动与传热重点实验室上海200093

综述了油水体系水合物的生成机理与堵塞机理。水合物形成主要包括结晶成核与晶核生长两个过程。水合物的堵塞机理主要包括颗粒聚并、管壁黏附和着床沉积机理,其中水合物颗粒间的毛细液桥力是颗粒聚并的主要原因。未来应采用先进的实验... 详细信息

综述了油水体系水合物的生成机理与堵塞机理。水合物形成主要包括结晶成核与晶核生长两个过程。水合物的堵塞机理主要包括颗粒聚并、管壁黏附和着床沉积机理,其中水合物颗粒间的毛细液桥力是颗粒聚并的主要原因。未来应采用先进的实验设备和测量技术分析油水体系下水合物生成与堵塞的微观机理,力求定量表征各个因素对水合物生成过程与堵塞时间的影响。

关键词：水合物成核生长颗粒聚并沉积堵塞

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荷电对粉尘过滤过程影响的研究

中国环保产业 2011年第10期 41-43,48页

作者：詹亮亮卢锦奎翁煜彬福建龙净环保股份有限公司福建龙岩364000 龙岩市产品质量检验所福建龙岩364000

针对电袋复合除尘器工程技术开发的需求,进行了粉尘荷电对过滤过程影响的测试实验。测试结果显示,荷电对粉尘的过滤压降等都会产生一定影响,并且在荷电条件下,粉尘颗粒在输送过程中会产生一定程度的聚并现象。

关键词：粉尘荷电过滤压降颗粒聚并