圆管螺旋流输沙特性试验研究

螺旋流的流速分布有着与普通平直流不同的特点 ;运用圆管螺旋流的特性可以在管道中实现高浓度 ,远距离的泥沙输送。本文在试验的基础上对螺旋管流中的流速分布、泥沙的起动、起旋以及输沙等特性进行了研究 ,同时进行了理论分析 ,探讨了螺旋流高浓度输沙的可能性。     

含聚丙烯酰胺的管道螺旋流流动特性试验

为了解聚丙烯酰胺(PAM)对管道螺旋流流动特性的影响,搭建管道试验系统和制作多导叶式局部起旋装置,使用5孔直头球形测针和1套水压力测压系统,测量含PAM管道螺旋流的管道边壁静水压强和测针内动水压强,分析管道螺旋流流速分布、输固能力和压力特性。结果表明:加入少量PAM(100 mg/L)之后,管道螺旋流的流速分布相比清水发生变化,管道螺旋流发展过程(产生—发育成型)延长67%,管道螺旋流的输固能力增大79.1%～91.5%,阻力损失降低18.0%～23.8%。     

涡管螺旋流排沙在动力渠上的应用研究

分析研究涡管螺旋流的形成和适用条件,对甘肃长江与黄河流域6座山区水电站动力渠涡管螺旋流排沙应用实践进行全面研究总结.应用研究表明,将涡管段渠道底板优化为"前低后高"型式,可有效增强螺旋流,提高排沙成效,且大流量引水不宜采用"佛汝德数Fr"判别排沙效果,为涡管排沙机理研究应用提供了新的可靠依据.涡管螺旋流排沙应用研究成果...     

明渠交汇水流的螺旋度分析

基于物理模型试验的实测资料,通过引入螺旋度详细分析了"Y"型明渠交汇口的螺旋流分布情况,定量地反映出螺旋流强度沿水流方向的变化规律.在汇流比0.35、0.6、0.8共3种工况下,选取4个典型断面进行螺旋度的对比分析,结果表明:"Y"型明渠交汇水流自交汇口向下游同时存在顺时针和逆时针螺旋流,以顺时针螺旋流占据主导;沿水流方向,螺旋流强度减弱;随着汇流比的不同,螺旋度值和正负值中心呈现出不同的变化规律.     

以叶轮起旋的气液两相螺旋流摩擦阻力特性实验研究

该文对以叶轮起旋的水平管内气液两相螺旋流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究,水平实验管段为内径23 mm,长度为2 m的有机玻璃管,实验工质为空气和水,气相折算速度为0 m/s–3 m/s,液相折算速度为0 m/s–1.5 m/s。主要研究了流速以及叶轮参数对压降的影响,对比分析了气液两相非旋流与气液两相螺旋流的压降特点,实验结果表明:流体流速是管内摩擦阻力特性的重要影响因素,随着气相折算速度的增大,管内压降逐渐增大。叶轮参数对压降亦有较大影响,随着起旋角度的增大或者随着叶片面积的减小,压降均有逐渐变大的趋势。与气液两相非旋流相比,气液两相螺旋流的压降进一步增大;且随着气相折算流速的增加,螺旋流的压降增大速度要高于非旋流。最后,基于Lockhart和Martinelli方法,根据实验数据建立了气液两相螺旋流压降计算模型,研究结果表明理论值与实验测量值吻合较好。     

平轴螺旋管流中的泥沙起旋

通过对水平轴圆管螺旋流水力特性的试验研究 ,以及对不同粒径组泥沙在局部起旋器产生沿程衰减螺旋流中不同运动状态的观察和量测及分析研究 ,探讨了泥沙由推移转变成“旋移”所要求的水力条件 ,为研究螺旋流高浓度输送提供了一定的技术指标。     

旋流排淤器进口流速场试验研究

针对旋流排淤器进口流速特点,利用自循环试验装置对不同起旋条安放角的排淤器进口流速分布特点进行了试验研究。研究表明,起旋条安放角对进口流场及旋流管切向流速的影响较为明显,其中15°及45°布置分别在不同的流速范围内水流条件较为良好,在近中心端流速变化较远端明显,为利用螺旋流进行排淤研究奠定理论基础。     

螺旋流排沙的试验研究和应用

本文以试验资料为依据,阐述了螺旋流的形成条件,螺旋流强度变化规律,涡管泄流量估算方法,涡管内流速分布图形,纵、横向流速的关系及涡管适用条件和设计方法;最后介绍螺旋流排沙在国内首次应用成功的实例,为在我国应用推广这种排沙措施提供了依据.     

以纽带起旋的气液螺旋流实验研究

鉴于气液两相螺旋流在实际中的重要作用,且目前国内外对其鲜有研究报道,该文以空气和水为实验介质,利用高速摄像机对以纽带为起旋装置下的水平管内气液两相螺旋流的流型进行了研究.实验研究发现,存在螺旋波状流、螺旋泡状流、螺旋轴状流和螺旋弥散流四种典型的流型,并着重讨论了纽带的扭率对流型转换边界和流动压降的影响.该实验研究为今后对气液两相螺旋流的研究奠定了基础.     

表面活性剂对气液两相螺旋管流流动特性的影响

为了考察阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对气液两相螺旋管流流动特性的影响,该文用实验研究了不同浓度的SDS溶液体系气液两相螺旋管流的流型转变及压降规律。实验装置为由有机玻璃圆管制成的长2 m内径23 mm的实验段,以SDS水溶液和空气为实验介质,气液相折算流速均为0―2.5 m/s,SDS溶液质量浓度10―90 mg/kg,螺旋流由5种不同型号的金属螺旋叶轮诱导产生。利用直接观察和高速摄像相结合的方法观测流型的变化,并用液柱式压差计测量实验管段上下游间压差,实验在常温常压条件下进行。实验共得到螺旋线状流、螺旋波状分层流、螺旋轴状流、螺旋弥散流4种流型,与未添加表面活性剂体系相比较,并未得到螺旋泡状流和螺旋团状流这两种流型。同时,随着SDS溶液浓度的增大,气液两相螺旋流逐渐向螺旋弥散流流型转变,这是因为低浓度的SDS溶液随着其浓度的增大,气液界面张力逐渐减小,而气液掺混程度则会不断增大。此外,与未添加表面活性剂体系相比较,添加了SDS体系的气液两相螺旋管流压降梯度将会减小。最后,阐述了气液两相螺旋管流强化天然气水合物生成的研究及应用现状,并针对多相流研究现状,提出了气液两相流相间传热特性应成为今后研究热点等建议。     

油-水两相流流型转换研究

本文根据钢管内油—水两相流流型特征，建立了新的油—水两相管流流型的转换准则。它包括：分层流型的稳定性准则、分散流型和混合流型的转换边界及反相界线。流型转换准则得到了白油—水和柴油—水两相流的流型实验验证，而与有机玻璃管里的油—水两相流型的分布有一定的差异，这种差异与P．Angli的不同管材时的流型对比实验结论一致。这些都表明本文的流型转换准则能很好的预测钢管内的油—水两相流流型，这对于油田混钻管路的设计和运行具有十分重要的经济价值。     

泥沙的“旋浮”

阐述了螺旋管流中泥沙“旋浮”的机理，运动轨迹、含沙量分布、挟沙力及能耗诸方面的理论分析与试验结果，并讨论了它与悬浮的关系，为工程应用提供可靠的依据。     

A MODEL FOR LIQUID SLUG LENGTH DISTRIBUTION IN VERTICAL GAS-LIQUID SLUG FLOW

The slug length and the trailing Taylor bubble velocity in an upward vertical slug flow were measured by using the optical probes and the EKTAPRO 1000 high speed motion analyzer. The correlation between the trailing bubble velocity and the length of liquid slug ahead of that bubble is derived from the experimental data. Based on this correlation as well as the bubble overtaking mechanism, a model for the slug length distribution at any designated locations along the pipe is proposed. The predicted results are in agreement with the experimental data.     

EXPERIMENTAL AND NUMERICAL ANALYSIS OF LAMINAR AND LOW TURBULENT FLOW DISTRIBUTIONS IN INLET DIVIDING HEADER OF SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER

Flow distribution headers play a major role in heat exchangers. The selection of header diameter, branch pipe diameter, branch pipe spacing etc. is based on the designer's experience and general guide lines. The proper selection of the header dimensions will yield uniform flow distribution in heat exchangers, which in turn will enhance the heat exchanger efficiency. In this work, the flow distribution in branch pipes and the pressure variation across the branch pipes in laminar and low turbulence region is studied with two models of the inlet dividing headers. When the numerical analysis has been applied, its inability to predict the no flow condition through the branch pipes is revealed. The results are presented in the form of flow rate ratio through branch pipes and nondimensional coefficients across branch pipes which are useful to apply the existing mathematical models for the present experimental setup.     

水沙流中颗粒脉动特性

作者利用固液两相流中关于颗粒运动的动理论，对恒定均匀流条件下微观的颗粒速度分布函数变 化以及颗粒脉动强度的宏观特性变化进行了分析，得到了水沙流中颗粒沿纵向和垂向脉动强度变化的理论计算结果。经与水平管流中颗粒运动的实验结果比较，二者比较吻合，从而印证了理论的合理性。     

BINGHAM液体在圆管中流动的稳定性

将涡流模型［１］推广应用于研究一类带屈服应力的液体－Ｂｉｎｇｈａｍ液体在圆管中流动的稳定性，建立了判别其流动状态的判据──广义临界雷诺数Ｒｅｃ。同时将Ｍｉｓｈａ—Ｔｒｐａｔｈｉ［２］和ＨａｎＫｓ［３］流动稳定性理论用于该问题的研究。各模型的研究结果与Ｆｒｏｉｓｈｔｅｔｅｒ＆Ｖｉｎｏｇｒａｄｏｖ提供的实验数据［４］进行了比较。理论分析与实验资料表明：涡流模型对于非牛顿流体的流动稳定性研究具有较好的适应性与准确性     

结点局部能量损失对管网水力计算的影响

对于管径较大、管段长度较短的管网,结点处的动量交换和局部能量损失显著影响管网中管段通过流量的计算结果。进行管网水力计算时,忽略结点处的局部能量损失或采用不变的局部能量损失系数均是不合适的。文中分别应用三种计算方法,即忽略结点处局部能量损失、采用恒定不变的结点局部能量损失系数,以及根据试验成果所得的与水流条件有关的半经验公式,针对短管段构成的管网系统进行了计算比较,管段流量的计算结果相差很大。研究结果还表明,与同一结点相接的各管段间存在显著的能量交换,因此,忽略或采用恒定不变的能量损失系数均不能正确地反映这些水流现象。     

STEADY ENTRANCE FLOW IN A STRAIGHT CIRCULAR PIPE WITH SLOWLY VARYING CROSS SECTION

1.INTRODUCTIONItiswellknownthatmanyvasculardiseasesarecloselyrelatedtothebloodflowinves-sels[1-3j.Thebloodflowthroughthearterieswithvaryingcrosssectionhasheldthein-terestsofmanyinvestigatorsforalongtimeL4-6j.Inthepreviousstudies,thebloodf1owinarterieswas,however,assumedtobefullydeveloped.Sincestenosesfrequentlydevelopatsitesneartheoriginofbranches[2-3j,whichareintheentranceregion,itisimportanttostudytheentranceflowinaconverging-divergingpipe,whichisamodelofentrancestenosis-Manyinvestigat…     

水平井筒变质量分散泡状流压降的理论与实验研究

由于水平井筒和常规水平管道中气液两相流动的相似和差别，可以预知常规水平管流的压降计算方法对于井筒流动来说就需要进行修正或扩展。本文对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程，考虑管壁存在人流或出流对于分层流流型压降的影响，得到水平井筒气液两相变质量流动分散泡状流流型的压降计算方法。同时，设计并建立了水平井筒流体流动模拟实验装置，在轴向为气液两相流动的前提下分别进行了上管壁单孔眼注入和下管壁单孔眼注入的压降实验研究，获得了大量的实验数据。实验数据和理论计算结果吻合很好，这表明该计算方法具有实际应用价值。