厦门后溪水质与流域景观特征沿城乡梯度的关系分析

国家重点研发计划“全球变化及应对”重点专项（２０１７ＹＦＡ０６０５２０３）；国家自然科学基金项目（３１３７０４７１）；中国科学院城市环境与健康重点实验室跨组合作项目（ＫＬＵＥＨ?Ｃ?２０１８０１

Analysis and improvement of sound radiation performance of spherical cap radiator

A spherical cap radiator is one of the important parts of an underwater wide-beam imaging system. The back radiation of a traditional spherical cap radiator, which is composed of a vibrating cap and a rigid baffle, is strong and its far-field directivity function may fluctuate in big amplitude in the vicinity of the polar axis. These shortcomings complicate the processing of the reflective waves received for imaging the targets. In this study, the back radiation is weakened by adding an acoustic soft material belt between the vibrating cap and the rigid baffle. And the fluctuation mentioned above is lowered remarkably by dividing the spherical cap radiator into many annuluses and a relatively smaller spherical cap, and by controlling the phase retardations of all elements appropriately. Furthermore, the numerical experiments are carried out by the finite element method (FEM) to prove the validity of the above methods.National High Technology Research and Development Program of China [2006AA09Z109]; Natural Science Foundation of Fujian Province, China [T0750014

油气水砂多相分离的新方法

介质分离器的发展,无论在陆上还是海上油田都受到密切关注.近期研究除快速、高效分离技术外,又向综合多用方向发展.本研究提出一种集油气水砂分离于一体的新的复合分离器,用离心、膨胀原理的复合旋流器先进行气液或气液固分离,然后用梯型管和螺旋管进行油水精细分离,并把上述功能集中在一个分离器中实现.这一方法使油田上采用了多个分离器的工艺流程,减少为单个分离器装置,这样大大减轻重量,缩小体积.尤其对海上油田,发展深海油气采收具有更重要的意义.本分离方法目前已完成实验室原理实验、华北油田现场实验,正在进行新型样机设计,准备在大庆油田高气液比,并随压力降低油中有气体析出复杂情况下的油井上进行现场试验

INVESTIGATION ON SEPARATION EFFICIENCY OF LIQUID/SOLID HYDROCYCLONE

对分离效率与液相流速、油水比例和旋流器级数之间的关系进行了系统的实验研究.通过受力分析从理论上对细颗粒易受参数影响的原因进行了阐述,并根据量纲分析和实验数据得到了分离效率与Re数和St数之间的函数关系.在此基础上,对液固旋流器的现场应用提出了有价值的建议

新型管式油水分离系统

本研究结合海上平台的特点,提出了一种新型油水分离系统,主要由柱形液液旋流器、带孔套管和T型多分岔管路等几部分组成。与目前大量使用的油水分离设备相比,这种新型管式分离系统具有体积紧凑、结构简单、分离效率高、运行工况范围宽等优点,水中含油率可以得到有效的控制,尤其适合于海上平台的无污排放处理。本研究结合欧拉多相流模型和雷诺应力湍流模式对各个主要部件开展了大量的数值模拟,计算中考察了入口流速、相含率和流量配比对油水相分离的影响。根据计算结果,目前已完成了整套装置的设计和加工,将进行系统的室内实验研究,观察管路内的两相流型和相分布情况,并测量压力、流量配比和油中含水率等实验数据。近期这套系统将在南海陆丰13-1平台的现场试验中进行考验

T型多分岔管路中的油水两相流动实验研究

T型多分岔管路是复合式分离器中的核心部件之一,本研究通过室内实验和数值模拟,研究了入口流速、相含率、分岔次数和流量配比等参数对T型多分岔管路中油水分离效率的影响.结果表明,在T型单分岔管路中油水两相发生了明显的相分高现象,但是分离效率受入口流速、相含率和流量配比的影响显著.随着分岔次数的增加,可以在更宽的入口工况和运行条件范围内保持较高的分离效率,这对于T型多分岔管路装置的工业应用具有重要的意义.T型多分岔管路装置具有结构紧凑、压降损失小、分离效率较高等优点,不仅可以与其他分离部件组合成为复合式分离器,而且还可以单独用于油水分离作业.当前,油中含水无污排放是改善环境的重要环节,我们在渤海油田QK17-2平台的原油处理系统中将采用T型多分岔管路装置,实现水中含油低于10.0×10~(-6)的国际先进排放指标

新型管式油水分离系统

本研究结合海上平台的特点,提出了一种新型油水分离系统,主要由柱形液液旋流器、带孔套管和T型多分岔管路等几部分组成。与目前大量使用的油水分离设备相比,这种新型管式分离系统具有体积紧凑、结构简单、分离效率高、运行工况范围宽等优点,水中含油率可以得到有效的控制,尤其适合于海上平台的无污排放处理。本研究结合欧拉多相流模型和雷诺应力湍流模式对各个主要部件开展了大量的数值模拟,计算中考察了入口流速、相含率和流量配比对油水相分离的影响。根据计算结果,目前已完成了整套装置的设计和加工,将进行系统的室内实验研究,观察管路内的两相流型和相分布情况,并测量压力、流量配比和油中含水率等实验数据。近期这套系统将在南海陆丰13-1平台的现场试验中进行考验

分岔管路内油水两相流动的研究

分岔管路大量存在于石油行业的输送管网中,油水两相流在分岔管路内的流动特性将对流程控制、动力匹配及下游处理设施产生显著的影响。对分岔管路内的油水两相流动进行了实验研究,采用不可压缩Nayier-Stokes方程结合双流体模型和混合k-ε模型对分岔管路内的油水两相流动进行了数值模拟,获得了初步的结果。计算表明,数值模拟能够较好地反映分岔管路内的油水两相流动,为工程设计提供参考

复合式分离器的研究总结与展望

总结了自2001年开始,六年来中国科学院力学研究所在复合式分离器研究方面取得的进展．在工程研究方面,从提出集重力、离心力、膨胀于一体的复合式分离方法开始,采用以实验为主结合数值模拟的研究路线,得到了螺旋管、T型管等主要分离部件的设计准则,然后按工业使用的1／10缩尺比例(体积)设计制造了高效复合式油水分高器实验样机,通过试验,达到了分离后油中含水率小于1%的当代国际先进水平．按相同的油水处理量与国内、国际上的分离器相比,重量可减轻30％左右．目前新制造的直径2．4m长6m的工业样机已在河北霸州的华北油田上进行实际的工业应用试验．在学术研究方面：以液滴沉降的力学模型为基础,用Fluent方法计算了螺旋管中油水两相流动,得到了有小孔质量流出的螺旋管流场,在流出的流量及其组分配比上都与实验结果吻合较好；对国际前沿研究的

NUMERICAL AND EXPERIMENTAL STUDY ON LIQUID-SOLID FLOW IN A HYDROCYCLONE

Hydrocyclones are widely used in industry, of which the geometrical design using CFD techniques is gaining more popularity in recent years. In this study, the Euler-Euler approach and the Reynolds stress model are applied to simulate the liquid-solid flowfield in a hydrocyclone. The methodology is validated by a good agreement between experimental data and numerical results. Within the research range, the simulation indicates that the liquid-solid separation mainly occurs in the conical segment, and increasing conical height or decreasing cylindrical height helps to improve the grade efficiencies of solid particles. Based on these results, two of the same hydrocyclones are designed and installed in series to establish a liquid-solid separation system. Many experiments are then conducted under different conditions, in which the effects of the water cut and the second hydrocyclone on the separation are investigated. The results also confirm that smaller solid particles are more susceptible to the inlet conditions, and the second hydrocyclone plays a more important role as the water cut reduces