【摘 要】
：
石油工业主要依靠常规容器式分离器来处理井口油、气、水采出液,但经济性和操作压力条件的不断提高,要求寻找新型高效、低成本的微型分离器。当今的海底油气生产系统和海上生产平台迫切需要一种更紧凑、高效的气液分离器,管柱式气液分离器（Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC）应运而生。GLCC利用离心力和重力的耦合作用实现气液分离,GLCC上部液相溢出（Liquid carry
【基金项目】
：
国家自然科学基金面上项目（资助号:41974139）； 天津市自然科学基金项目（资助号:19JCYBJC18400）；
论文部分内容阅读
石油工业主要依靠常规容器式分离器来处理井口油、气、水采出液,但经济性和操作压力条件的不断提高,要求寻找新型高效、低成本的微型分离器。当今的海底油气生产系统和海上生产平台迫切需要一种更紧凑、高效的气液分离器,管柱式气液分离器（Gas-liquid cylindrical cyclone,GLCC）应运而生。GLCC利用离心力和重力的耦合作用实现气液分离,GLCC上部液相溢出（Liquid carry-over,LCO）现象是影响气液分离效率的关键因素。首先利用CFD软件建立了GLCC几何模型,对GLCC分离过程进行了数值模拟,预观察了GLCC内气液相的流动过程,以及分离过程中筒体上部液膜特性,提取了不同实验工况条件下的液膜厚度值。设计了分布式超声及电导传感器,并开发了对应的声电传感器组合测量系统,通过开展GLCC动态实验获得了声电传感器测量响应特性及气液两相流流型图;基于声电传感器测量信号,实现不同流型下GLCC上部旋流液膜厚度测量,分析了GLCC内气液旋流运动特性与LCO的物理关联性;依据天津大学实验装置几何条件,建立了LCO操作边界的预测物理模型,将模型预测结果与实验流型图中搅拌流-环状流边界进行了对比分析。本文取得的创新研究成果如下:1.针对GLCC内部特有的非稳态旋流液膜结构,研发了分布式超声-电学传感器组合测量硬件系统。该系统综合考虑了声学及电学传感器的敏感场分布及时空分辨特性,可实现不同管流截面复杂旋流液膜厚度测量。基于超声-电学传感器测量结果,研究了入口流量对GLCC旋转液膜运动特性的影响规律。2.在GLCC实验装置上开展了三次动态实验,准确绘制了分离器上部气液两相流流型图,获得LCO现象产生的实验操作边界,研究了传感器响应与LCO现象的物理联系。同时,建立了LCO操作边界物理模型,对LCO操作边界进行了预测,通过与LCO实验操作边界对比研究,揭示了GLCC上部LCO产生的机理。
其他文献
随着空间利用在维护国家安全上日益凸显的重要作用,航空航天技术高度结合的新一代可重复使用运载器（Reusable Launch Vehicle,RLV）已成为各国重点关注的研究方向。由于RLV再入飞行大空域、宽速域、高机动的特点,导致其模型特性更为复杂,所受到的外界干扰影响更大,上述因素给RLV的轨迹和控制系统设计带来巨大挑战。以提高RLV再入飞行的安全性和可靠性为目的,论文的主要研究工作有:（1）
随着水平井技术在页岩气藏开发领域的广泛应用,页岩气井内广泛出现一类水平气液两相流流动现象,其分相持率的动态监测对优化页岩气开采方案有重要意义。水平气液两相流流型复杂多样,流型之间的相互转化受两相流量影响较为明显,即使在同种流型内部也存在着多尺度流体结构,因此,实现水平气液两相流持气率准确测量存在极大挑战。本文设计了一种新型的声电组合传感系统,利用COMSOL多物理场有限元仿真软件计算了传感器声场及
旋翼无人机在执行搜寻救援、货物运输等任务时,往往需要在缺乏先验信息的未知地形环境下降落,若降落在不安全的地点则可能导致倾覆事故的出现。此时,自主选择安全的着陆地址（简称“自主择址”）则是确保降落安全的重要环节。在室外环境中,机载激光雷达（Light Detection and Ranging,LiDAR）相比视觉等感知技术,具有精度高、不受光照影响等优势,能够更加精确地反映地形情况。因此,有必要开
电子鼻作为一种混合气体检测设备,凭借其速度较快、成本较低等优点,已逐渐被应用于食品检测、医疗诊断和环境监测等领域。但是,目前的电子鼻还存在体积偏大不便携带、检测信号易受噪声干扰导致稳定性偏低、分类与识别功能较为单一等问题。针对这些问题,本文以白酒检测为背景,设计了一款可以和手机通信的手持式电子鼻系统,并对电子鼻数据的降噪方法以及白酒的品牌和香型的多标签识别问题进行了重点研究。本文主要完成的研究工作
根据相关统计数据,我国三分之二的大中城市已经陷入到垃圾包围中,而且,城市生活垃圾仍以8%-10%的速度持续增长。因此,必须采取有效的办法综合治理城市垃圾问题。推行垃圾分类是破解当前“垃圾围城”困境的关键。本文充分考虑当前国民垃圾分类的意识薄弱、分类知识匮乏、各城市分类标准不统一等情况,聚集源头垃圾分类投放,研发一款智能垃圾分类投放引导系统。该系统的研发将对于普及垃圾分类知识和垃圾回收率的提升起到很
无线电能传输技术由于其非接触性、位置灵活性、环境兼容性等突出优势,对提高电能传输安全与促进能源可持续发展具有重要研究意义。恒流供电作为一种持续稳定的供电模式,广泛应用于以蓄电池以及发光二极管（light-emitting diode,LED）等用电设备中。在实际充电工况中,互感与负载的波动会影响系统的恒流输出,尤其是互感扰动,在动态无线电能传输系统中是不可避免的。传统的应对方案通常采用闭环控制的方
油气水三相流流动现象广泛地存在于石油工业生产过程中,油井产液剖面流动参数测试具有重要学术价值与实际意义。随着我国石油开采进入高含水阶段,注气注水驱采手段作为增产措施在各大油田得到了广泛应用。由于油气水三相流中各相的物理性质存在显着差异,且在流动过程中相间相互作用十分复杂,与气液或油水两相流相比,油气水三相流流动结构更复杂,流型更多变,从而给流动参数测量提出了巨大挑战。本文为获取垂直上升油气水三相流
白细胞在人体免疫系统中起着至关重要的作用,血液中各类白细胞的数量和百分比对于许多重大医学疾病的诊断具有很大的参考价值。而随着近些年来人工智能技术的发展,越来越多的学者应用数字图像处理技术对白细胞进行识别分类,这种方法不仅可以减少人工成本,而且识别准确率高,在临床诊断和相关疾病分析中有着十分广阔的应用前景。白细胞识别分类主要包括细胞分割,特征提取与特征选择,以及分类器训练等步骤。鉴于此,本文基于数字
基于流体振动原理的漩涡流量计包括涡街流量计和旋进漩涡流量计两种,在工业中应用十分广泛。在测量气体流量时,漩涡流量计通过检测流体流过仪表时形成的漩涡信号频率来计算流量,但是在测量湿气时,漩涡信号受液相流量的影响,使仪表出现计量精度下降,甚至无法计量的情况。本论文对湿蒸汽测量中涡街流量计的漩涡特性和湿空气中旋进漩涡流量计的漩涡特性分别进行了研究,目的是探索湿气测量中漩涡信号的规律性,探索基于漩涡流量计
绞吸式挖泥船是现代工程中疏浚吹填、填海造地的重要的工具,具有广泛的适应性和高效性。挖泥船的输送管道过程必须测量和监控大量工程参数,特别是管道中固液两相流的流速和密度,以便进行施工过程的控制和优化。当前,对于绞吸挖泥船的控制过程主要通过施工员的人工经验进行操作,实时性、自动化程度和智能化水平都不高,无法反映和应对施工过程中本质的非线性、耦合和相互作用关系;同时,对于专业技术人员进行培训的周期、水平和