国家自然科学基金(20876170)
- 作品数：18 被引量：135H指数：8
- 相关作者：魏耀东宋健斐徐俊陈建义时铭显更多>>
- 相关机构：中国石油大学（北京）中国科学院过程工程研究所中国石油天然气集团公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程一般工业技术天文地球更多>>
- 旋风分离器内旋转流的不稳定性被引量：17
- 2010年
- 旋风分离器内的流场是一个复杂的旋转流流场，以往的流场研究主要集中在稳态流场的时均特性上，重点关注流场的时均速度分布和湍流特性方面，从实验测量和模拟两方面进行，而对瞬态速度的分析不够，对流场的不稳定性尚缺乏分析。研究表明，旋风分离器内的旋转流存在着明显的不稳定性，其表现形式为旋转流的旋转中心和旋风分离器的几何中心不同心，旋转中心线是一条摆动曲线，流场呈现非轴对称分布.
- 王甜徐俊宋健斐魏耀东时铭显
- 关键词：旋风分离器热线风速仪
- 循环流化床提升管内压力脉动特性被引量：25
- 2010年
- 在大型循环流化床装置上,以200mm×12500mm提升管为对象,使用FCC催化剂颗粒粉料,实验测量了提升管内气固两相流的动态压力,分析了提升管内气固两相流的压力脉动特性和产生的机理。实验结果表明,提升管内气固两相流的压力脉动由两种不同成分的脉动叠加构成,一种为低频高幅值脉动,是由提升管的不稳定进料引起的;另一种为高频低幅值脉动,是颗粒簇运动、气固相互作用、气体速度脉动等多种因素耦合作用的结果。压力脉动的标准偏差分析和功率谱分析表明,压力脉动的强度随颗粒质量流率的增加而增大,但沿提升管轴向有一定程度衰减。压力脉动的量纲1和功率谱分析表明,低频高幅值的脉动在提升管轴向具有一定的相似性。
- 胡小康刘小成徐俊陈建义魏耀东
- 关键词：提升管压力脉动功率谱密度
- 金属丝网过滤器过滤初期阶段压力特性的研究被引量：8
- 2009年
- 对5μm刚性金属丝网滤筒过滤初期阶段的压力特性,选用高密度聚乙烯粉料进行了实验研究,主要考察过滤速度和入口浓度对滤袋筒压降的影响。实验结果表明在过滤初期阶段滤筒的过滤压降上升趋势很明显,这种压降的增大主要来自于残余压降。滞留在滤筒内的粉尘改变了丝网内部的流道结构,从而导致了滤筒残余压降的不断升高。过滤速度和入口浓度的增加均可使残余压降增大。最后通过压降组成的分析,提出了滤筒总压降的计算模型。
- 代广平张博松罗晓兰魏耀东
- 关键词：压力降
- 高入口浓度下PV型旋风分离器的分离效率计算被引量：5
- 2010年
- 基于Muschelknautz分离模型,以PV型旋风分离器为对象,针对高入口浓度的分离效率的计算,将旋风分离器分离空间的气固分离过程划分为2个区域,提出了串级分离模型。当入口浓度大于临界入口浓度时,旋风分离器内有器壁附近的颗粒支配区和中心区域的气体支配区。颗粒支配区内颗粒速度大于气体速度,颗粒夹带气体沿器壁螺旋下行进入灰斗被全部捕集,形成了颗粒的一级分离;气体支配区内气体速度大于颗粒速度,气体携带颗粒做旋转运动进行离心分离过程,形成了颗粒的二级分离。旋风分离器总的气固分离过程是一级分离和二级分离的叠加。通过高入口浓度的实验对串级分离模型进行了验证,基于串级分离模型给出的PV型旋风分离器的分离效率与实测值较吻合。研究表明旋风分离器临界入口浓度对总效率的计算影响较大。串级分离计算模型包含了结构参数和气、固相物性等参数,具有很好的通用性,可以满足PV型旋风分离器的工程计算和设计要求。
- 罗晓兰易伟张海玲魏耀东
- 关键词：旋风分离器
- PV型旋风分离器的性能改进实验和分析(Ⅲ)—灰斗结构被引量：3
- 2009年
- 针对PV型旋风分离器灰斗中的旋转灰环问题,从实验和流场两个方面探讨了旋转灰环的形成机理和存在的条件。实验结果和分析表明,灰斗中的旋转灰环产生于灰斗中的二次涡流,旋转灰环的存在导致了颗粒向内旋流的扩散和逃逸,造成了旋风分离器的效率下降。通过将灰斗的水平顶盖改成锥形过渡段,消除了旋转灰环,又经旋风分离器性能对比实验,证明改进措施是有效的。
- 徐俊宋健斐王姗姗魏耀东
- 关键词：PV型旋风分离器灰斗
- D300mm×3420mm圆管内旋转流流场的LDV实验测量被引量：9
- 2009年
- 利用激光多普勒测速仪(LDV)对直径D300mm×3420mm圆管内的旋转流场进行了实验测量,重点测量切向速度与轴向速度的分布以及湍流强度分布。测量结果表明圆管内的旋转流是Rankine涡结构形态,旋转流强度沿轴向存在着明显的衰减特性,且最大切向速度的径向位置沿轴向逐渐向内移动,即由上游的刚性涡逐渐向下游的准自由涡和刚性涡组合过渡;轴向速度的分布存在着很大的不均匀性,在r=0.5R区域存在一个轴向速度的低速区,甚至出现上行,但在轴向位置z>10R后轴向速度全部向下,并向均匀分布发展;圆管内的切向湍流强度比轴向湍流强度大一倍,两者的湍流强度在准自由涡区径向分布比较平均,中心刚性涡区域的湍流强度比较高,而且随轴向位置的变化衰减不明显。
- 张静宋健斐魏耀东时铭显
- 关键词：圆管激光多普勒测速仪湍流强度
- FCC提升管快分器结构形式对油气在沉降器内停留时间的影响被引量：1
- 2009年
- 比较了四种结构形式FCC提升管快分器油气在沉降器内的停留时间,通过改进提升管出口快分器的结构形式改变油气的流动路线,改变快分器各出口分支路油气的上升速度和油气量的分配,可以缩短油气停留时间,改善油气的停留时间分布。实践证明,要实现油气和催化剂真正意义上的快速分离和油气的快速引出,应该减小或消除沉降器油气流动的低速空间和扩散空间,提高油气的流动速度。
- 郭涛宋健斐陈建义魏耀东
- 关键词：沉降器催化裂化油气
- 旋风分离器自然旋风长的试验研究被引量：18
- 2010年
- 采用激光多普勒测速系统(LDV)对φ300mm、升气管直径为De=100、135和180mm的旋风分离器内气相流场进行了测量,主要分析了旋风分离器的自然旋风长。测量结果表明,旋风分离器内的旋转流呈现明显的衰减特性。沿升气管出口轴向向下,切向速度和轴向速度逐渐减小,对于直径100mm升气管,最大切向速度由2.55Vi开始衰减,并且最大切向速度的径向位置由0.28R逐渐向壁面移动,内部的刚性涡逐渐扩大,外部的准自由涡逐渐缩小,最终在轴向5.2D处最大切向速度点接近筒体壁面,准自由涡消失,此位置以下形成完全的刚性涡;对于直径135和180mm升气管,最大切向速度的值和位置也具有相似的变化。在此基础上,提出了旋风分离器自然旋风长的定义,即从升气管下口到准自由涡消失位置的距离为旋风分离器的自然旋风长Lc,依据实验结果给出了计算式(5)的关系式。最后通过分析旋风分离器内旋转流的衰减特性和两涡之间的能量传递过程,进一步说明了旋风分离器自然旋风长的物理意义。
- 魏耀东张静宋健斐王甜
- 关键词：旋风分离器气相流场
- 旋风分离器内气相流场的相似模化分析(Ⅰ)流动参数被引量：13
- 2010年
- 基于数值模拟方法分析了流动参数变化对旋风分离器内气相旋转流流场模化特性的影响。选择直径300mm的旋风分离器为计算模型,在入口气速0.5～30m.s-1、气体温度293～1273K和操作压力0.1～6.5MPa范围内,分析了流动参数变化对流场量纲1速度分布相似性的影响,考察了常规参数模型与高参数原型之间的流场模化关系。模拟结果表明,流动参数变化后,虽然旋风分离器内旋转流流场仍呈现准自由涡与强制涡分布形态,但流场的量纲1速度分布不能保持完全恒定和相似,存在着一定的变化。然而当入口速度高于20m.s-1,或压力高于3.0MPa时,流场量纲1速度可以基本保持恒定,不再随流动参数变化而改变,Euler数与Reynolds数不相关,近似处于流场的自模区;当温度超过1000K后,Euler数基本不受Reynolds数变化的影响,流场也可以保持相似性。最后从能量损失的观点,讨论了Reynolds数和Euler数之间的相互关系,分析了流动参数对旋风分离器气相旋转流流场自模特性作用的机理。
- 魏耀东宋健斐陈建义万古军朱廷钰
- 关键词：旋风分离器流场数值模拟
- 流化床管式分布器内流场模拟和布气性能分析被引量：8
- 2010年
- 以催化裂化装置(FCCU)再生器的管式气体分布器为研究对象,对流化床管式气体分布器的布气性能进行了分析。首先,对气体分布器分支管内的流场进行数值模拟,计算结果表明沿分支管内气体流动方向,压力逐渐增大,截面流量逐渐减少,沿程喷嘴流量逐渐增大;同时分支管上游入口还存在着明显的偏流现象,从而导致了上游喷嘴的出口流量小于设计流量,下游喷嘴的出口流量高于设计流量,造成流化床内非均匀布气。然后,依据分支管的变质量流动特点,将一般变质量流动的动量方程用于分析分支管内的流动过程,表明分支管的流动过程属于'动量交换控制模型',具有始端静压低末端静压高的特点,固有压力分布不均匀的特征。这种不均匀的压力分布导致了喷嘴布气不均匀和磨损等系列问题。最后,结合流化床内的压力特点,综合分析气体分布器的分支管压降和喷嘴压降,明确了喷嘴出口流量与分支管压力分布的关系,喷嘴临界压降与设计压降的关系,结论表明分支管的结构改进可以优化和改善分布器的布气性能。
- 徐俊秦新潮李晓曼宋健斐魏耀东
- 关键词：流化床气体分布器数值模拟变质量流动
