氣液混合物的案例
GB/T151氣液混合物為何要設置防沖板？
對于氣液混合物，GB/T151的規定有如下規定：
究其原因，是氣泡沖刷腐蝕破壞在作怪。
一般情況下，水在一個標準大氣下時會變成水蒸氣，而水的沸點會隨著壓力的降低而降低，當壓力降至2.3 kPa左右時，水在常溫下就會汽化，形成氣泡。在實際運行過程中，承壓設備內的壓力遠大于一個標準大氣壓。當液體壓力降低、速度增大或者溫度升高等情況下，液體中會產生氣泡。
氣泡隨著液體流動，進入超過臨界壓力或者碰撞材料表面時，氣泡潰滅。潰滅的過程是極短的，對壁面產生液壓沖擊、機械力并伴有高溫，長期作用使壁面形成破壞區，一旦流體中存在腐蝕介質，材料將發生加速侵蝕。
氣泡大小、形狀、潰滅特性、氣相濃度、體積分率等，都會影響氣泡顆粒對材料的腐蝕。氣泡的沖擊會造成材料表面出現凹凸不平的潰滅點坑，是材料腐蝕的起始誘因。
當材料表面受到連續不斷由氣泡潰滅產生的沖擊作用時，將會導致材料疲勞失效，而流體的流動沖刷材料表面的保護膜，形成一系列點坑。
造成氣泡沖刷腐蝕破壞的機理主要有兩個：
一、沖擊波理論，該理論認為空泡腐蝕是由于流體在氣泡潰滅時所形成的沖擊波將其所產生的巨大壓強作用到材料壁面，造成腐蝕破壞。沖擊波傳遞到壁面會產生脈沖應力，產生局部塑性變形失效，經氣泡的連續沖擊最終導致材料破壞。
二、微射流理論，該理論認為，靠近固體表面的氣泡，在受到壓力收縮潰滅時，在氣泡的爆破點處，將推動一束液體流沖向表面，引起金屬表面膜的破壞和金屬的塑性變形。此外，氣泡潰滅的瞬間，具有很高的壓力和溫度，其爆破中心處產生的沖擊波能直接破壞材料表面，使其熔化。
展開 ：基于液體門控技術的新型磁彈性膜實現自驅動氣/液釋放調控
圖1 液體門控磁彈性膜的制備及自驅動氣/液釋放示意圖
圖2 磁彈性膜的磁性能、應力-應變行為、磁響應形變性、浸潤性和液體門控磁彈性膜系統的穩定性
圖3 液體門控磁彈性膜系統的門控行為、循環穩定性、氣/液分離和防污行為
圖4 液體門控磁彈性膜系統氣/液釋放調控及氣/液混合物含量監測的應用展示
視頻1 基于液體門控磁彈性膜系統的可視化氣/液混合物含量監測
以上研究成果近期以“Liquid Gating Meniscus-Shaped Deformable Magnetoelastic Membranes with Self-Driven Regulation of Gas/Liquid Release”為題發表于《先進材料》（Advanced Materials，DOI: 10.1002/adma.202107327）。廈門大學博士生劉靜、碩士生徐雪、雷奕為該工作共同第一作者，廈門大學侯旭教授為通訊作者。研究工作得到國家重點研發計劃（2018YFA0209500），國家自然科學基金（52025132、21975209、21621091）等資助和支持。
論文鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202107327
通訊作者簡介：侯旭教授，國家杰出青年基金獲得者、國家重點研發計劃納米科技重點專項項目負責人、閩江科學傳播學者（首批）等。
展開 最新版本｜Flownex 2022新功能
輸運特性的混合規則分別應用于各個相，在液-氣混合物的情況中，在確定液-氣混合物的輸運特性時還會額外考慮附加的液-氣混合規則。
混合物的質量分數可以在邊界條件中指定，流體組分的列表包含了混合物的所有成分。
同樣的，結果中也會顯示混合物中所有流體組分的質量分數結果，如下圖所示。
由于某種組分的相變會受到混合物中其它相變組分存在的顯著影響，因此該混合物工質創建模板目前無法創建包含相變的兩相流混合物。但是，可以創建某種兩相流工質和氣體混合物的再混合，如下圖所示。
基于機器學習的降階模型（ROM）
Flownex 2022中新增了基于機器學習的ROM（降階模型）生成器，能夠生成一個支持多平臺的 FMU（功能模型單元），其中包含了經過敏感性分析數據訓練的神經網絡。用戶通過ROM生成器的向導，完成指定輸入和結果屬性、在敏感性分析中創建樣本數據、指定神經網絡超參數、評估訓練的神經網絡直到導出FMU ROM的整個流程。ROM生成器對話框的配置如下圖所示：
視頻錄制
該功能可以用于瞬態求解時錄制某個圖表曲線的變化視頻或者錄制整個屏幕的視頻。在每個圖表的屬性中都會有視頻錄制選項，當打開此功能時，每次瞬態運行都會錄制一個新的視頻。也可以在Video Recorder的屬性中，配置為對整個屏幕進行錄制。
兩相流傳熱
在使用兩相流生成器創建新的兩相流工質時，Steiner和Taborek歸一化系數已經適用于所有的兩相流，并且還提供了輻射傳熱模型的選擇。下圖是使用兩相流生成器創建具有飽和沸騰和輻射模型的兩相流。
用戶界面
支持4K分辨率顯示。
展開 國產ERT/ECT工業電阻/電容層析成像系統在多相流領域的應用
ECT和ERT技術都可以用于監測管道內多相流的流動狀況，如氣液兩相流、液固兩相流等。通過測量管道周圍或內部的電學參數變化，可以實時獲取流體中不同相的分布情況、流動穩定性等信息，為管道的安全運行和流程優化提供重要數據支持。
2. 反應器內部監測
在化工生產過程中，反應器是發生化學反應的核心設備。ECT和ERT技術可用于監測反應器內部多相流的混合狀態、反應物的分布以及反應進度的變化。通過實時監測流體中不同相的電學參數變化，可以了解反應器的混合效率、反應物的轉化率以及產物的生成情況，為優化反應條件、提高產品質量和效率提供有力支持。
3. 流體參數測量
ECT和ERT技術都可以用于測量流體中不同相的物理參數，如介電常數、電導率等。這些參數對于理解流體的性質、行為和相互作用具有重要意義。通過測量這些參數的變化，可以進一步揭示流體內部的復雜結構和動態過程，為流體力學、多相流體力學以及化學工程等領域的研究提供重要實驗數據和理論依據。
4. 故障診斷與預防
在工業生產中，多相流系統的故障往往會導致生產中斷、設備損壞甚至安全事故的發生。ECT和ERT技術可以通過實時監測流體內部參數的變化來發現潛在的故障隱患并及時采取預防措施。例如，在管道輸送過程中，如果發現流體中某相的濃度或流速異常變化，可以立即進行檢查和維修以避免更嚴重的后果發生。
國產自研- ERT/ECT工業電阻/電容層析成像系統
應用于多相流過程可視化與測試，在石油、化工、冶金、能源等領域的各種氣液混合器和分離器；各種熱交換設備、精餾塔、化學反應設備和核反應堆冷卻等過程。
1.基于CPCI工業總線標準，系統主板為6U板卡，可與現有工業級測試總線系統靈活兼容。
2.采用數字化設計，集成基于DDS技術的信號輸出模塊、數字正交解調模塊、具有高速、高精度、高穩定性的優點。
展開 
精餾塔深度學習中不能忽視的設備——再沸器詳細解讀
水平熱虹吸再沸器的進料是從塔底下降管引入再沸器,液體在殼程沸騰發生汽化,形成密度較小的汽液混合物,由于進料管和排出管中液體的密度差,產生靜壓差,成為流體自然循環的推動力。
優點是有較高的循環率,防止了高沸點組分的積聚和降低了結垢的速率。由于管束為水平方向布置,且流動面積易于控制,因而需要的靜壓頭較低。
缺點是殼程結垢后很難清洗，在高熱流條件下,可發生局部的干涸現象。對于大型熱虹吸再沸器,為了使流動分布均勻,需設多個管口和連接管件,這必然增加了再沸器的造價。
軸向流型再沸器
立式熱虹吸再沸器是利用熱介質在殼側提供熱量將管側工藝流體加熱沸騰的管殼式換熱器，它是自然循環的單元操作，動力來自與之相連接的精餾塔塔釜液位產生的靜壓頭和館內流體的密度。
強制流動再沸器沸騰過程發生在管內側，流體循環的東里由高容量泵提供。通常，確保蒸發率小于1%，而流體經過出口管處的閥門后將完全閃蒸。強制流動再沸器的最佳應用場合為嚴重結垢和極高黏性的流體。
在流體保持很高的流速和非常低的蒸發率的條件下，可以使結垢的速率大大減小，然而要求泵的流速很高，這就導致泵的造價和能源消耗很高。
除此之外，還有其他類型的再沸器，比如，臥式熱虹吸再沸器、強置循環再沸器、垂直殼側熱虹吸再沸器等。
臥式熱虹吸再沸器
臥式熱虹吸再沸器是以自然循環方式操作的，依靠釜液和換熱器傳熱管氣液混合物的密度差產生推動力的形式形成熱虹吸式的運動。臥式熱虹吸式再沸器具有傳熱系數中等、維護清理方便等優點，在煉油工業中應用十分廣泛。但是它占地面積大，造價高。
強置循環式再沸器
強置循環式再沸器依靠泵的外加機械能維持強制循環，因而循環速度便于控制和調節，物料停留時間短，其傳熱和壓降均可按強制對流進行。
展開 實用！各類壓縮機、機泵聽聲辨別設備故障技巧
一個小石子、螺絲、焊渣等物卡在閥門上可以使閥關不嚴。
有噪音就表明有高速流體流過閥門，如果長期下去就會磨損閥體，若不能將閥門取出修理，最好的辦法是降低上游管道的壓力。
如果控制閥的正常工作位置時關閉，經常發出噪音，通過閥的壓力降又很大，在氣液混合物通過控制閥節流時就會產生振動，如果把流體的溫度降低，振動就會減少。
來源：網絡
由化工707編輯整理
必備收藏！盛虹煉化裝置流程圖
三種不同密封形式泵的安全性比較
常聽人說“工藝包”，那它究竟包括哪些內容？
304，304H和304L三者有什么區別？
動畫解析 | 新西蘭最大的水處理廠是如何運行的
想看更多點這里
展開 流體力學軟件全集
PsychroCalc v1.0.5(濕度計算器，用來計算氣液混合物的濕度)
StmProps v1.1.3(蒸汽表指標計算軟件)
Crystal.Impact.Endeavour.v1.2b專業的化學工業軟件，用來設計粉末衍射的晶體結構
Elite.Software.Audit.v7.02.26一個用來計算建筑內的加熱，冷卻系統成本消耗的軟件，能模擬各種加熱和冷卻系統，如：蒸氣泵，熱力泵等各種鍋爐設施，幫你更好地利用能源，提供各種圖表分析數據。
GASVENT_v2.09.6 為燃氣設備計算通風口的大小的軟件
PsychroCalc v1.0.5(濕度計算器，用來計算氣液混合物的濕度)
StmProps v1.1.3(蒸汽表指標計算軟件)
CRYSTAL_IMPACT_ENDEAVOUR_V1.5A專業的化學工業軟件，用來設計粉末衍射的晶體結構
Elite.Software.Audit.v7.02.26一個用來計算建筑內的加熱，冷卻系統成本消耗的軟件，能模擬各種加
熱和冷卻系統，如：蒸氣泵，熱力泵等各種鍋爐設施，幫你更好地利用能源，提供各種圖表分析數據。
HONEYWELL.UniSim.Design.Suite.R460.1 1DVD
PsychroCalc v1.0.5(濕度計算器，用來計算氣液混合物的濕度)
StmProps v1.1.3(蒸汽表指標計算軟件)
CRYSTAL_IMPACT_ENDEAVOUR_V1.5A專業的化學工業軟件，用來設計粉末衍射的晶體結構
Elite.Software.Audit.v7.02.26一個用來計算建筑內的加熱，冷卻系統成本消耗的軟件，能模擬各種加熱和冷卻
系統，如：蒸氣泵，熱力泵等各種鍋爐設施，幫你更好地利用能源，提供各種圖表分析數據。
鎮海煉化│質量流量計故障案例剖析及解決方案
質量流量計零點漂移的故障案例
01
故障現象
鎮海煉化液化石油氣通過港口泊位裝船出廠，港口泊位分別安裝了液相和氣相2臺質量流量計用于液化石油氣出廠計量，船方反映該公司液化石油氣量有偏差。
02
故障原因分析
計量液化石油氣液相質量流量計為CMF400/9739型，質量流量計出口安裝了背壓閥，通過控制質量流量計的背壓，即出口壓力，確保流量計背壓高于飽和蒸氣壓，避免液化石油氣在管線內氣化；且控制壓力需根據外界環境溫度的變化及介質飽和蒸氣壓的變化進行適當調整。
同時考慮液化石油氣在裝船過程中，會在艙內氣化并導致船艙壓力升高，裝船流量下降，因此必須對船艙氣相進行放壓處理。為避免液化石油氣損耗和污染環境，在部分船只不能自行處理的前提下，通過放壓使氣相管線返回該公司球罐，考慮到公平付量，在氣相返回管線上也安裝了1臺型號為CMF200/9739的氣相質量流量計，實際裝船量為液相流量計減去氣相流量計的差值。為了確保計量的準確性、批量控制器實現定量控制功能、裝車量的脈沖量積算和系統邏輯控制功能，對控制閥開度實現連續控制，根據靜電溢流信號、流體壓力和流量、流量計診斷狀態實現聯鎖控制，保證裝車過程安全。
對液化石油氣總量減少進行原因分析，由于液化石油氣易氣化，首先檢查液相的背壓閥，管線內介質壓力高于飽和蒸氣壓，沒有出現氣化形成氣液兩相混合物，不會引起質量流量計計量失準；然后推斷是液相和氣相質量流量計零點漂移問題，對下批次貨船靠岸裝運液化石油氣時，該公司組織相關人員查找原因。重點檢查質量流量計的零位。
展開 仿真案例｜葉片泵空化流動模擬實驗
此外，一旦離開溶液的氣體很難再溶解到液相中。因此，僅考慮不凝性氣體（空氣）的質量分數不變是合理的（既出于物理原因，也出于簡單的考慮）。在不可壓縮液相和理想氣體分數的假設下，導出了液氣混合物ρ=ρ(p)的簡單狀態方程，由此也可以很容易地導出體模量。對于10-5級的氣體質量分數（FLUENT空化模型中的默認值相當于大氣壓下約1%的空氣體積分數），在從零到一bar的壓力區間內，具有從零到液體密度ρ0的全密度范圍。這完全是等式（7）高度非線性的微分方程得出的。在文中同時考慮了液相的可壓縮性。不過如果只涉及低壓側的吸入流的話，這步也不必要做。
圖12比較了2D CFD結果和1D 模型對泵特性（質量流量和泵轉速）的影響。兩種模型都很吻合。每個CFD數據點都是通過在幾個泵循環中運行非穩態模擬獲得的，其中泵的速度在前幾個循環中絕熱開啟。最后一個泵周期被用來獲得時間平均值。
圖12:循環平均泵流量作為泵速度的函數。在這種情況下，當泵轉速超過3000 rpm時，就會產生空化的限流效應。將1D模型與2D CFD模擬結果進行了比較，結果表明兩者吻合較好。為了清楚起見，已減去了人為泄漏的影響。
總結與討論
總之，我們在2D上證明了利用動網格工具和FLUENT中的空化模型進行非定常靜液泵數值模擬的可行性。計算流體力學模擬對1D液壓模型的確定和改進非常有幫助，因為它可以使人們深入了解流動的細節，而這些細節是無法或很難通過測量獲得的。這使得CFD成為實驗的一個很好的補充。后者并不是可有可無的，因為CFD的使用受到了很大的時間花費和理想化限制。2D模擬已經顯示出很好的物理效應，如靜液壓泵的空化限制吸入流動。在2D CFD模擬和1D模型計算中的另一個觀察結果與實際生活很好地吻合：氣泡和空腔的形成，在空化通過泵的產量的限制表現出來之前。
展開 
COMSOL多相流仿真方法
多相流通常包括氣-液、液-液、液-固、氣-固、氣-液-液、氣-液-固或氣-液-液-固混合物的流動。本系列文章主要討論氣-液和液-液混合物的建模與仿真，并簡單介紹固-氣和固-液混合物仿真。此外，我們還將介紹 COMSOL 軟件的CFD 模塊和微流體模塊中的一些案例模型和仿真策略。
不同尺度的多相流仿真
通過數值仿真可以研究不同尺度的多相流。最小的尺度在幾分之一微米左右，而最大的尺度可達幾米或幾十米。不同的尺度甚至可以相差大約 8 個數量級，最大的尺度可能比最小的尺度大 1 億倍。這表明在整個尺度范圍內，使用同一個力學模型在數值上無法解析從最小尺度到最大尺度的多相流。因此，多相流仿真通常被劃分為不同的尺度。
在較小的尺度上，可以對相邊界的形狀進行詳細建模；例如，氣泡與液體之間的氣液界面的形狀。在 COMSOL 軟件中，這種模型稱為分離多相流模型，通常使用表面追蹤法來描述此類模型。
在較大的尺度上，如果必須詳細描述相邊界，那么模型方程根本無法求解。反之，我們可以使用場，例如體積分數，來描述不同的相，而在所謂的分散多相流模型方程中，例如表面張力、浮力和相邊界之間的傳遞等相間效應被看作源和匯。
分離多相流模型詳細描述了相邊界，而分散多相流模型只考慮分散在連續相中的相的體積分數。
上圖顯示了分離和分散多相流模型的主要區別。在上述兩個示例中，均使用函數 Φ 來描述氣相和液相。但是，在分離多相流模型中，不同相之間相互排斥，并存在一個清晰的相邊界，在此邊界上相場函數 Φ 發生突變。除了追蹤相邊界的位置以外，相場函數沒有任何物理意義。
在分散多相流模型中，函數 Φ 描述了氣相（分散相）和液相（連續相）的局部平均體積分數。
展開 關于Fluent瞬態計算你必須掌握的3個技巧
2.求解器設置
圖4.fluent全局設置
因為本算例中的伺服閥前置級是高速射流，最高速度可達到幾百米每秒，因此必然會產生氣穴現象，氣穴現象是由于液體的局部壓力低于飽和蒸汽壓從液態變為氣態的過程，因此接下來根據伺服閥的射流狀態選擇湍流模型以及可能出現的氣穴現象進行相應的設置，設置如圖5所示。
圖5.fluent混合相設置
在混合相中，選擇相變模型以及主、次相的屬性設置，相變的物理引擎選擇空化，這里用的是Schnerr-Sauer的空化模型，該模型認為液、氣混合物包含大量球形蒸汽泡，模型給出的空化半徑有如下公式：
其中為空泡半徑，為蒸汽體積分數，需要注意的是，在此模型中，是唯一需要確定的參數，有大量的研究表明其最佳取值在左右，對于多相流的詳細設置如圖6所示。
(a) Mixture的主、次相設置
(b) 空化模型的相關設置
圖6.混合相設置
為了進一步貼近航空伺服閥的真實工況，選擇入口壓力為10MPa，出口背壓為0.1MPa。接下來選用合適的求解器，在SIMPLE算法中，為了求解方便簡化了速度修正值方程，從而把速度的修正完全歸結為壓差項的直接作用。雖然不會影響收斂解,但是加重了修正值的負擔,降低了速度場迭代收斂的速度。SIMPLEC在求解NS方程時,沒有簡化了速度修正值方程,不再需要對壓力修正值進行欠松弛處理,加快了求解速度。SIMPLEC方法能夠在網格扭曲度大的情況下依然具有良好的質量守恒效果,而且亞松弛迭代可以加快收斂速度。
本文通過連續性方程和動量方程得到的壓力速度關系不停迭代直到達到質量守恒,進而求解速度場和壓力場。梯度項采用Green-Gauss 單元法,壓力項離散使用PRESTO!
展開 詳細解讀煉油及化工用泵的分類、原理和選型
泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。泵通常可按工作原理分為容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。
除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。按照有無軸結構，可分直線泵，和傳統泵。
今天老姜給大家帶來多種泵的動圖解析及特點，幫助設備工程師告別泵選型困難！
01
齒輪泵
兩齒輪的齒相互分開，形成低壓，液體吸入，并友殼壁送到另一側。另一側兩齒輪互相合攏，形成高壓將液體排出。
性能特點
優點：
結構簡單緊湊、體積小、質量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉速范圍大、能耐沖擊性負載，維護方便、工作可靠。
缺點：
徑向力不平衡、流動脈動大、噪聲大、效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復，不能做變量泵用。
02
離心泵
液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉，液體在離心力作用下產生高速度，高速液體經過逐漸擴大的泵殼通道，動壓頭轉變為靜壓頭。
性能特點
（1）高效節能：采用CFD計算流體動力學，分析計算出泵內壓力分布和速度分布關系、優化泵的流道設計，確保泵有高效的水力形線，提高了泵的效率。
（2）安裝、維修方便：立式管道式結構，泵的進出口能象閥門一樣安裝在管路的任何位置及任何方向，安裝維修極為方便。
（3）運行平穩，安全可靠：電機軸和水泵軸為同軸直聯、同心度高，運行平穩，安全可靠。
（4）不銹鋼軸套：軸的機封位置是相對易被銹蝕之處，直聯式泵軸一旦被銹蝕，易造成機械密封失效。
展開 詳細解讀煉油及化工用泵的分類、原理和選型
泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體，也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。泵通常可按工作原理分為容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。
除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。按照有無軸結構，可分直線泵，和傳統泵。
今天老姜給大家帶來多種泵的動圖解析及特點，幫助設備工程師告別泵選型困難！
01
齒輪泵
兩齒輪的齒相互分開，形成低壓，液體吸入，并友殼壁送到另一側。另一側兩齒輪互相合攏，形成高壓將液體排出。
性能特點
優點：
結構簡單緊湊、體積小、質量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉速范圍大、能耐沖擊性負載，維護方便、工作可靠。
缺點：
徑向力不平衡、流動脈動大、噪聲大、效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復，不能做變量泵用。
02
離心泵
液體注滿泵殼，葉輪高速旋轉，液體在離心力作用下產生高速度，高速液體經過逐漸擴大的泵殼通道，動壓頭轉變為靜壓頭。
展開 