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国家重点基础研究发展计划(2012CB215003)

作品数:12 被引量:47H指数:4
相关作者:王维蓝兴英高金森鲁波娜李静海更多>>
相关机构:中国科学院过程工程研究所中国石油大学(北京)四川大学更多>>
发文基金:国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”更多>>
相关领域:化学工程理学更多>>

文献类型

  • 12篇中文期刊文章

领域

  • 11篇化学工程
  • 2篇理学

主题

  • 5篇流体力学
  • 5篇计算流体力学
  • 4篇流化
  • 4篇流化床
  • 3篇动力学
  • 3篇多相流
  • 3篇裂化
  • 2篇数值模拟
  • 2篇双流体
  • 2篇双流体模型
  • 2篇提升管
  • 2篇流体模型
  • 2篇CFD
  • 2篇FCC
  • 2篇催化裂化
  • 2篇值模拟
  • 1篇动力学理论
  • 1篇动力学模拟
  • 1篇多尺度
  • 1篇循环流化床

机构

  • 6篇中国科学院过...
  • 5篇中国石油大学...
  • 2篇四川大学
  • 1篇常州大学
  • 1篇西安石油大学
  • 1篇中国科学院大...

作者

  • 5篇高金森
  • 5篇王维
  • 5篇蓝兴英
  • 3篇李静海
  • 3篇鲁波娜
  • 2篇张楠
  • 2篇彭丽
  • 2篇黄卫星
  • 2篇洪坤
  • 1篇钟汉斌
  • 1篇朱庆山
  • 1篇李军
  • 1篇王军武
  • 1篇杨基和
  • 1篇孟凡勇
  • 1篇石战胜
  • 1篇刘英杰
  • 1篇张景远
  • 1篇和宁宁
  • 1篇华蕾娜

传媒

  • 8篇化工学报
  • 2篇计算机与应用...
  • 1篇化工进展
  • 1篇Chines...

年份

  • 8篇2016
  • 4篇2013
12 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
FCC反应过程的CFD模拟进展被引量:6
2016年
流化催化裂化(fluid catalytic cracking,FCC)工艺是石油炼制中的重要转化工艺,用于生产汽油、柴油、轻质烯烃等重要化工原料。FCC反应过程的CFD模拟有助于理解FCC反应器中流动和反应行为,辅助设计和优化FCC工艺设备,最终指导工业生产和实现虚拟调控和放大。从与FCC反应模拟相关的多相流动模型、反应动力学模型以及流动与反应之间耦合等方面做了回顾和总结。在流动与反应耦合研究方面,从湍流模型的使用、流动结构的影响、精细化模型的发展以及原油汽化模型的重要性这4个角度做了分析比较及总结。基于已有的研究工作,认为虽然很多研究表明CFD模拟能较好地揭示工业FCC提升管反应器内的流动和反应行为,但缺乏采用同一方法实现从小试到工业反应器模拟放大的实例,从侧面反映了当前的FCC理论模型和模拟技术还远未达到可以代替实验的水平。展望未来的FCC反应模拟,建议从模型精细度和计算效率上加强研发,并在此两方面寻求平衡,最终实现虚拟调控。
鲁波娜张景远王维李静海
关键词:催化裂化多相流反应动力学双流体模型
初始分布对气固提升管动力学模拟的影响被引量:1
2013年
近期研究表明,合理的初始分布能够大幅缩短气固提升管瞬态模拟从初始到达稳定状态所需的过渡时间。以此为基础,研究发现,若以时均统计的流场信息作为模拟的初始分布,则模拟能够很快达到稳定。然后,对影响过渡时间的各个时均流场参数(如压力、气固相速度、空隙率分布等)进行了敏感性分析,发现提升管的空隙率轴向分布是其中最为关键的因素。最后,利用EMMS(energy-minimization multi-scale)模型预测的空隙率轴向分布作为气固提升管动力学模拟的初始条件进行模拟,结果表明,计算很快能达到稳定,且预测的颗粒通量等参数与实验吻合较好。
赵明朝鲁波娜王维黄卫星李静海
关键词:空隙率提升管
反应路径和颗粒吸热对气化炉数值模拟的影响被引量:1
2016年
气化工艺是实现劣质原油、非常规石油资源和煤炭高效清洁加工的有效途径,数值模拟是揭示气化炉内复杂流动反应行为的重要手段。为了考察挥发分反应路径和颗粒反应热吸收率对预测结果的影响,以奥里乳化油气流床气化过程为例采用欧拉-拉格朗日方法对气化炉进行数值模拟研究,均相反应和非均相反应过程分别通过有限速率/涡耗散反应模型和颗粒表面化学反应模型描述。结果表明,挥发分反应路径主要影响气化炉内气化反应的过程,如靠近喷嘴处的温度和组分分布,但对最终气化炉出口处的温度和组分分布影响相对较小。而由于原料中较低的固定碳质量分数以及较少的焦炭燃烧反应热,颗粒反应热吸收率对预测结果影响很小。
钟汉斌蓝兴英高金森
关键词:气化数值模拟吸热
双流体模型的细网格模拟被引量:2
2013年
对于A类颗粒,鼓泡流化床中,随着网格尺寸的减小,膨胀高度降低,细网格模拟达到网格无关的值接近于实验数据即网格细化可以预测鼓泡流化床的膨胀高度,但是,当前的计算能力无法达到工业规模反应器的计算要求;流化气速越高,达到网格无关时的网格尺寸越大。与传统的基于平均方法的曳力系数相比,耦合了EMMS厂bubbling曳力系数的双流体(TFM)模型允许使用更粗网格,且准确性大大改善,将为工业化大型反应器模拟提供很好的方法,其中,EMMS/bubbling曳力模型如以前的论文(Shi et a1.,2011)。
石战胜洪坤王维
关键词:双流体细网格曳力动力学鼓泡流化床
The anisotropy of free path in a vibro-fluidized granular gas
2016年
The free path of a vibro-fluidized two-dimensional(2D) inelastic granular gas confined in a rectangular box is investigated by 2D event-driven molecular simulation. By tracking particles in the simulation, we analyze the local free path.The probability distribution of the free path shows a high tail deviating from the exponential prediction. The anisotropy of the free path is found when we separate the free path to x and y components. The probability distribution of y component is exponential, while x component has a high tail. The probability distribution of angle between the relative velocity and the unit vector joined two particle centers deviates from the distribution of two random vectors, indicating the existence of the dynamic heterogeneities in our system. We explain these results by resorting to the kinetic theory with two-peak velocity distribution. The kinetic theory agrees well with the simulation result.
梅一枫陈延佩王维厚美瑛
关键词:振动流化床各向异性气体动力学理论概率分布
基于EMMS的循环流化床三维全循环CFD模拟被引量:4
2013年
对于循环流化床内气固两相流动,三维全循环计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟是最直观可靠的模拟方式。然而,受计算资源和模型的限制,目前的模拟工作大多对构体进行简化,如仅考虑提升管段,或采用二维长方形代替三维构体,或对实际装置几何尺寸进行成比例缩小等等。对几何结构的简化,忽略了出入口、周向结构或返料装置等因素对流动行为的影响,因而计算结果不能准确反映真实流场。采用基于结构的多流体模型(the Structure-dependent multi-Fluid Model,SFM)耦合能量最小多尺度模型(the Energy-Minimization Multi-Scale model,EMMS)修正曳力,完全依据实验参数建立构体和设定边界条件,对中试规模循环流化床进行三维全循环动态模拟。计算结果表明,三维全循环模拟不仅能定性预测快速流态化中典型的上稀下浓和边壁浓中心稀的非均匀分布,定量对比颗粒循环通量、浓度和速度信息与实验值也吻合较好。由于三维全循环模拟不存在几何结构简化,能直接表征真实工况和流场,特别适合于结构复杂的大尺寸工业装置模拟。
霍蒙张楠孟凡勇王维黄卫星
关键词:循环流化床SFM
流态化模拟:基于介尺度结构的多尺度CFD被引量:24
2013年
介尺度结构是研究气固流态化多尺度行为的关键。传统的基于平均化处理方式的双流体模拟不能准确描述流化床中的多尺度流动和传递行为。相较而言,基于能量最小多尺度(EMMS)方法的结构多流体模型(SFM)基于局部空间(网格)内的非均匀介尺度结构流动特征,其宏观预测结果与网格分辨率基本无关,因而可以大幅降低模拟计算量。基于SFM模拟得到的流动结构,EMMS多尺度传质模型进一步成功解释了传统传质文献中的数据差异。集成上述模型,形成了一整套模拟流化床流动-传递-反应耦合过程的多尺度计算流体力学(CFD)方法,并将其应用于预测循环流化床中典型的S型轴向分布、揭示噎塞转变的机理以及流化床放大困难的原因。多尺度CFD使工业规模循环床的三维、全系统、动态流动-反应耦合过程的准确模拟成为可能,并为实现从模拟向实时虚拟过程转变的目标打下基础。
王维洪坤鲁波娜张楠李静海
关键词:流态化多尺度CFD
RFCC化学汽提过程的模拟研究被引量:1
2016年
采用欧拉模型耦合反应模型对重油催化裂化环流汽提段内的化学汽提过程进行了模拟研究,考察了汽提段内的颗粒体积分数分布、油气组分分布以及高温再生剂的加入对汽提效果的影响,并与实验值进行了对比。结果表明模拟结果与实验数据基本吻合。模拟得到的汽提段底部颗粒体积分数约为0.3~0.45,而在上部迅速降低至0.2左右。由汽提段底部向上,气体组分和汽油组分含量(质量分数)显著增加,在床层上部达到了20%左右,重组分含量显著降低至床层上部的约30%,而柴油组分含量保持在30%左右变化不大。随着再生剂的加入,汽提段顶部气体组分和汽油组分的含量增加,重组分和柴油组分的含量减小,当再生剂加入量为60%时,重组分含量降至18%。
刘英杰杨基和蓝兴英高金森
关键词:石油催化裂化汽提化学反应计算流体力学
颗粒相壁面条件对非球形颗粒流动影响的数值模拟被引量:3
2016年
采用双流体模型对设置竖直隔板的气固密相流化床中非球形颗粒的运动进行了模拟,颗粒形状的影响由相间曳力模型考虑,重点考察壁面处颗粒边界条件的影响。同时进行了实验室规模三维流化床的流化实验,以验证模型的有效性。通过压降轴向分布、颗粒浓度径向分布以及物料出口处颗粒质量流率功率谱估计等定量分析,结果表明:对不设置内构件的自由床,壁面反射系数对系统宏观流动特性影响较小,而对壁面处局部颗粒运动影响较大;对壁面面积大幅增加的内构件床,壁面反射系数可显著改变气体和颗粒的运动特征,取值需控制在适当范围内。
华蕾娜赵虎李军王军武朱庆山
关键词:两相流流化床内构件计算流体力学
基于EMMS模型的气固鼓泡床的模拟及气泡特性的分析被引量:6
2016年
基于EMMS曳力模型,采用双流体的方法对气固鼓泡床内的气固流动特性进行模拟,建立基于图像处理气泡特性的分析方法,重点研究了不同表观气速下气泡在床层内分布特性,包括气泡平均当量直径、气泡速度和气泡球形度的轴向分布,以及气泡的生命周期。研究结果表明,小气泡多集中在床层底部和壁面区域,而大气泡多集中在床层中间区域。随着表观气速的增加,床层高度不断增加,气泡的球形度降低,气泡的大小、出现频率、上升速度以及生命周期均增加;然而,当表观气速增大到一定程度,继续增加气速对气泡的上升速度影响不大。
吴迎亚彭丽高金森蓝兴英
关键词:多相流计算流体力学气泡
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