杨东海
,
徐明海
,
何利民
,
吕宇玲
,
罗小明
,
田成坤
,
陈建磊
工程热物理学报
本文以白油和水为实验介质,利用显微高速摄像系统结合图像处理技术研究了高压电场作用下油中100 μm以下水滴群的聚结特性.结果表明:正弦交流、方波和交流脉冲电场作用下液滴聚结以偶极聚结、振荡聚结和链式聚结为主.不同频率时液滴都可成链,粒径较大、含水率较高时更容易成链.链式聚结主要有3种形式.方波和交流电场下形成的液滴链要比交流脉冲电场中形成的液滴链长.直流脉冲电场作用下液滴主要以偶极聚结、电泳聚结为主,没有发现液滴成链现象.
关键词:
电场
,
水滴
,
聚结
,
液滴链
闫海鹏
,
何利民
,
罗小明
,
梁风龙
工程热物理学报
为更好地认识流场中W/O乳状液分散水滴的聚并规律,利用涡轮式搅拌槽结合显微摄像技术,对水滴中位粒径变化与相关准则数的关系进行了深入研究,提出了表征惯性力与湍流场力关系的新准则数T数,并探讨了其与分散相水滴聚并特征的关系.结果表明:当含水率为20％,Re=2500～3000时,水滴中位粒径变化显著;各含水率下,对聚并最为有利的We=750～1050;随T变化,水滴中位粒径变化可分为3个区域.通过对准则数T的研究发现合理控制w/o乳状液的含水率、物性条件及流场参数可以有效克服外界条件的不利影响,促进油中水滴的聚并.
关键词:
流场
,
油包水乳状液
,
液滴聚并
,
准则数
罗小明
,
王静
,
何利民
,
闫海鹏
工程热物理学报
为探讨正弦交流电场作用下油中水滴的破裂行为,采用显微高速摄像技术对水滴的破裂形式以及水滴破裂前的振荡变形过程进行可视化研究,分析水滴破裂前的瞬态响应过程及其特征参数的变化规律.研究发现,水滴在正弦交流电场中的破裂形式主要有锥角破裂和液丝破裂两种形式.在水滴锥角破裂过程中,发现水滴破裂前的伸缩振荡过程可分为3个阶段:第1阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加急剧增加;第2阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加缓慢增加;第3阶段,水滴的变形度随电场施加时间的增加快速增加.整个瞬态响应过程中,水滴振荡周期始终为电场周期的1/2.
关键词:
正弦交流电场
,
水滴破裂
,
伸缩振荡
,
瞬态响应
罗小明
,
闫海鹏
,
何利民
,
杨东海
工程热物理学报
基于水滴在脉冲电场中的受力分析,建立了高频脉冲电场中液滴运动模型及轨迹方程.采用高速显微摄像系统研究了油中水滴的运动规律,分析了脉冲电场形式、强度及频率对水滴运动轨迹和速度的影响规律.模拟结果表明,在直流脉冲电场中,场强主要影响单液滴运动的速度,频率主要影响单液滴的加速及减速时间.试验表明,单液滴运动平均速度随频率的升高而加快;双液滴相对运动速度随场强增加,在直流脉冲电场中减小,在方波电场和交流脉冲电场中变大;双液滴在脉冲电场中的相对运动速度由高至低依次为:交流脉冲电场、方波电场和直流脉冲电场.
关键词:
油水分离
,
电场
,
高频脉冲
,
水滴运动
吕宇玲
,
何利民
,
牛殿国
,
罗小明
工程热物理学报
强烈段塞流是海洋油气开采平台中最具危害的一种流型。本文通过研究强烈段塞流中气液分离器的控制策略,探索分离器排液阀的控制与分离器体积之间的联系,以及阀门开度随时间变化与液位波动的关系。通过对阀门的有效控制,可以减小分离器的体积,并给出分离器排液阀的选用及控制模型。通过对气液分离器采取有效控制,降低强烈段塞流对集输系统的影响,从而使系统能够稳定运行。
关键词:
强烈段塞流
,
控制策略
,
PID控制
马华伟
,
何利民
,
罗小明
,
安慕华
工程热物理学报
本文在室内的模拟实验系统上对严重段塞流的周期特性进行了实验研究.通过对实验现象和立管底部的压力波动信号分析后发现,严重段塞流的周期主要取决于液塞形成和液塞流出阶段所经历的时间,与气相表观流速,液相表观流速、下倾管倾角等实验参数有关.通过下倾管中的气体在积累阶段质量守恒方程,得到严重段塞流周期计算模型.模型的预测结果与实验测得的周期相比偏小.在较大的气、液相表观流速下,严重段塞流周期计算模型的预测结果比较准确.
关键词:
段塞流
,
严重段塞流
,
周期
,
数学模型
吕宇玲
,
何利民
,
洪启林
,
罗小明
工程热物理学报
气液两相段塞流是液塞和长气泡在空间和时间上的交替,在流动过程中表现出发展特性.本文对段塞流单元中的液塞、长气泡的速度和长度以及长气泡的合并沿流动方向的特性进行了分析.结果表明:液塞速度分布符合正态分布,液塞与长气泡的平均速度在同一点是相等的,它们随离管道入口距离的增加而缓慢增加.液塞长度分布符合对数正态分布,液塞的平均长度基本保持不变,而长气泡的平均长度则增加.长气泡长度增加是因为气体膨胀的结果,气泡的合并率由液相折算速度和离管道入口的距离决定.
关键词:
段塞流
,
液塞
,
长气泡
,
发展特性
,
合并
赵雪峰
,
何利民
,
叶团结
,
杨东海
,
吕宇玲
,
罗小明
工程热物理学报
本文采用白油和水为实验介质,利用显微高速摄像系统对高压交流电场中油中水滴破裂的临界参数及其影响因素进行了研究.结果表明:蒸馏水和含有表面活性剂水滴的破裂临界电场强度和(1/dd)1/2呈正比关系,并且界面张力越低、液滴直径越大,临界场强越小;频率对临界电场强度没有影响;不同矿化度水滴的临界电场强度随液滴粒径增大而减小,且普遍小于蒸馏水滴的临界电场强度;椭球液滴的离心率约在0.827～0.856之间时,液滴开始失稳破裂,此时其长短轴之比约为1.78～1.94.
关键词:
液滴
,
破裂
,
临界
,
电场强度
,
离心率
何利民
,
赵越超
,
罗小明
工程热物理学报
通过对单个液塞经过管道上某一测压点时的压力信号进行理论分析,指出了压力波动曲线上的特征点与液塞相对于测压点位置之间的对应关系.根据分析结果,采用单压力信号判断法,求得了强烈段塞流的液塞运动速度、液塞长度等特征参数.与利用双平行电导探针相关法求得的结果比较发现,单压力信号判断法具有测量结果准确、不受流动介质物性限制、不干扰流场、简便实用等优点.
关键词:
强烈段塞流
,
液塞速度
,
液塞长度
,
压力
,
互相关
罗小明
,
何利民
,
马华伟
工程热物理学报
随着海洋油气开采不断向更深的水域发展,深水油气开采通常采用浮式生产系统.柔性上升管的长度和巨大的静水压头将引起严重段塞流,并会造成多种危害.本文对柔性上升管中严重段塞流的流动特性进行了深入的研究.结果表明:柔性上升管中严重段塞流的周期可划分为与竖直上升管类似的4个阶段:液塞形成、液塞流出、液气喷发和液体回流:柔性上升管中严重段塞流的发生范围比竖直上升管系统稍有缩小,柔性上升管系统的布置方式具有限制严重段塞流产生的作用.严重段塞流压力波动幅度的最大值出现在严重段塞流流型区域Ⅰ和过渡区域Ⅱ的转变边界上.
关键词:
严重段塞流
,
柔性上升管
,
流型
,
压力波动
,
周期性
