FLUENT環(huán)境下減壓渣油降粘反應器內(nèi)超聲聲場的模擬.pdf

1、石油資源的發(fā)現(xiàn)，開拓了能源利用的新時代。作為世界能源供應的主力，石油對世界經(jīng)濟繁榮和發(fā)展起到了強大的作用，對人類文明作出了巨大的貢獻。然而不斷增長的油品需求以及為石油化工提供原料的需求決定煉油工業(yè)在新世紀內(nèi)的發(fā)展速度，但是受石油資源等因素的限制也決定了煉油工業(yè)將同時面臨巨大風險。隨著石油開采程度加深，開采出的原油組成越來越重，減壓渣油在原油中的含量一般高達40％～50％，在稠油中有的高達60％以上。減壓渣油中，重質(zhì)非飽和烴組分占一半以上

2、，除芳香組分含一些非烴類外，其它主要的非烴組分都是膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。如何轉(zhuǎn)化這些重質(zhì)原油和大量的減壓渣油，成為21世紀我國煉油工業(yè)的重要課題。
　　 渣油加工在某種意義上講，決定了煉油廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、輕油收率和經(jīng)濟效益，同時直接影響著煉油廠的環(huán)境保護。原油深度加工是一個重要的手段，原油粘度過大對深度加工有著重要的影響，因此在加工過程中最重要的就是降低原油的粘度。目前國內(nèi)外常用的降粘方法有：加熱法、摻稀油法、催化裂似加氫裂化等。近年來應

3、用超聲原油降粘的研究也越來越多，主要是因為超聲波在液體媒質(zhì)傳播中產(chǎn)生強烈的空化作用、機械振動和熱效應，在這些作用下原油粘度顯著下降。
　　 由于聲空化作用與聲壓緊密相關(guān)，本文試應用流體力學軟件CFD-Fluent來研究超聲在不同新開發(fā)的聲化學反應器內(nèi)超聲聲場的分布情況的數(shù)值模擬。目前未見利用Fluent軟件進行聲化學反應器的模擬，該研究有助于更好的了解反應器內(nèi)的超聲聲場，以及反應器內(nèi)流場的微觀現(xiàn)象，如聲壓分布、流速分布等，可加強

4、實驗室渣油降粘理論研究方面的認識，可更好地指導實驗研究及聲化學反應器的設計、放大。通過數(shù)值模擬已得到超聲聲場內(nèi)的一些情況，主要研究結(jié)果如下：
　　 1、得到超聲換能器的振動速度方程以及變幅桿的振幅放大關(guān)系。
　　 2、圓柱形反應器內(nèi)，聲場在圓柱中軸線上的聲強最強，越靠近壁面聲強越弱，聲場的指向性與理論相吻合。
　　 3、在球形反應器內(nèi)，聲場的指向性與圓柱形反應器內(nèi)的聲場相似，但是同樣的聲頻率與電功率情況下，產(chǎn)生的