喷嘴与水平圆管的气—液两相流动阻力特性

本文应用一维变密度气－液两相流动量于喷嘴和水平圆管的气水两相流动，建立了喷嘴进口压力及流速之间的关系，将动量方程在有限管道长度内积分，从而可由试验得的压力差计算通过水平圆管的气－液两相流阻力系数，并在大量试验的基础上建立了考虑截面含气率的喷嘴动量修正系数的相关关系式和水平圆管中大气两相流阻力系数与雷诺数之间的关系式。     

固液两相湍流和颗粒磨损的数值模拟

基于两流体模型，建立了固液两相流中更一般的Ｋ－ε双方程湍流模型，模化了固相和液相的连续方程，动量方程及Ｋ方程和ε方程，在这些模化方程中，考虑了固液两相间的滑移，颗粒间的作用及相间作用，使用本文所建立的流模型和粒磨损模型，可 液两相湍流中的流动特性和颗粒对过流部件的磨损率，本文给出了一水轮机导叶在含沙水流中的过流特性及磨损情况的数值模拟，预测结果与实验结果比较一致。     

在常规水洞中模拟气—液两相流的试验

本文介绍利用常规的循环水洞，模拟气－液两相流试验的方法，所获得的初步试验成果证实，在气－液两相介质中最低的声速约为３０％／秒左右，并且在超音超速气－液两相流中也有产生激波的可能，并讨论了深入开展超音速气－液两相流研究的重要意义。     

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。     

固—液两相流中的一种湍流模式

定义了体积分数速度，并由此建立了固－液两相流中的一种湍流模式，模化了动量方程，Ｋ方程及ε方程，本模型中，考虑了相间的速度滑移，颗粒间的作用及相间作用，对一管湍流中固－液混合物流动的预测表示与实验结果比较一致。     

固－液两相流中的一种湍流模式

定义了体积分数速度，并由此建立了固－液两相流中的一种湍流模式（Ｋ─ε双方程模式），模化了动量方程、Ｋ方程及ε方程。本模型中，考虑了相间的速度滑移，颗粒间的作用及相间作用，对一管湍流中固－液混合物流动的预测表示与实验结果比较一致。     

水跃对水平管弹状流压力降的影响

本文对气、液两相分别应用一维形式的质量守恒方程和动量守恒方程。假设各流动物理量在水跃面上具有第一类间断点,推导出水平管弹状流中水跃压降的表达式。对以水和空气为流动介质,内径为２５．８ｍ,５１,２ｍｍ和３００ｍｍ的三种管道,在液相表观流速为１．１１ｍ／ｓ,气相表观流速为２￣１０ｍ／ｓ的范围内,计算出了水跃压降的大小随Ｌｏｃｋｈｒｔ－Ｍａｒｔｉｎｅｌｌｉ参数的变化关系,分析了水跃压降对水平管弹状流摩擦     

气幕防波堤消波性能数值模拟研究

该文将气液两相流看成是变密度单流体,以连续方程、雷诺平均方程和模型为控制方程,采用VOF方法追踪两相流界面,建立了气幕防波堤数值模型.基于Fluent软件平台,通过UDF在连续方程中添加附加质量源项实现了对气幕的数值模拟.数值计算得到的波浪透射系数同试验数据吻合较好.在此基础上讨论了入射波浪的周期和供气量等对气幕防波堤消波性能的影响.     

压力脉冲在井眼气－液两相流传播的数值模拟

本文对压井期间节流阀调节过程中压力脉冲在井眼环空气－液两相流中传播速度进行了数值模拟。建立并求解了一维拟线性双曲型偏微分方程组，从而能够给出气侵后环空气－液两相流分布和在压井期间的气－液两相流分布。同时导出了压力脉冲在气－液两相流中传播速度公式，给出了计算节流阀调节间隔计算方法。举例计算出了节流阀调节后压力脉冲经过钻柱泥浆及环空流体中传播时间。利用本方法可以适时调节节流问，使压井期间井底保持较恒定的压力，从而真正符合并控理论。     

垂直上升气液两相流中三角形柱体两相斯托拉赫数的研究

本文试验研究了两种规格三角形柱体，在垂直上升气液两相流中，发生气液两相涡街时，气液两相斯托拉赫数的变化规律。在测得大量数据的基础上，得出了发生气液两相涡街时，气液两相斯托拉赫数的通用关系式，研究表明，气液两相斯托拉赫数在两相工况下为一变数，与来流截面含气率、涡街发生体形状和特征尺寸、来流方向等因素有关，应用此关系式，根据测得的两相涡街频率可钎涡街发展体作为测量两相流流量与组分的测量元件。     

LIQUID-GAS TWO PHASE FLOW RATES METERING BY DUAL PRESSURE DIFFERENTIAL MEASUREMENTS

The measurement of the overall mass flow rates in a two phase, gas/liquid pipeline is considered on the basis of dual pressure differential measurements for a combined contraction/frictional pipe type of flow meter and a numerical model to predict overall mass flow rates from pressure differentials measured from this type of flow meter is presented. The experiments generally conform with the predictions of the flow rates prediction model. Whilst the practicability of such metering of two phase flows is clearly demonstrated, application of the method would require careful calibration to allow for the influence of nozzle coefficients, pipe Reynolds number and void fraction upon the one dimensional compressible flow equations through wall friction factor and interphase slip effects.     

ADDITIONAL PRESSURE LOSSES OF SOLID-LIQUID FLOW IN AN OSCILLATING PIPELINE

1. INTRODUCTIONThere are abundant resources in immense oceans. Manganese nodule on the deep sea bed is a kind of mineral resources, the size of which ranges from 5mm to 200mm in diameter (David 1974). In the last decades, several mining systems have been …     

乳化剂添加对气液垂直管流中压降影响的研究

在石油工业真实管路流动中,几乎都伴有乳化剂的添加。然而由于气液两相流动的复杂特性,考虑乳化剂对立管系统气液两相垂直管流压降影响规律的研究工作,仍十分有限。该文通过理论分析与实验研究相结合的手段,对伴有乳化剂添加的气液垂直管流流动特性和压降特征进行探讨。理论推导部分基于发展的漂移流模型,给出了气体上升聚并过程的物理解释。流动实验部分采用内径为25 mm的有机玻璃管作为实验管路,垂直管段长度为3 000 mm。乳化剂选用工业上常用的十二烷基苯磺酸钠,并在动态实验前进行了物性参数测定,给出了乳化剂对液相介质的影响规律。基于实验结果给出了流动参数间的无量纲关系,并发现乳化剂的添加可以促进流动更加趋于稳定。此外,还对流动过程中的流动形态、持液率、压降特性等进行了探讨,其结果可为今后研究工作提供参考。     

摩阻对有压管道水力瞬变的影响

有压管道水力瞬变的正确分析，对工程安全运行影响较大。文章根据瞬变过程中水流流态的变化，采用变摩阻系数，并对阻力项采用二阶近似，提高了水力瞬变分析的精度。     

考虑动态摩阻的管道泄漏水力瞬变数值模拟

为了提高管道系统泄漏的模拟和判断精度,将瞬态加速类(Brunone模型)和加权函数类(Zielke模型和Vardy模型)两类动态摩阻模型用于水力瞬变泄漏建模和模拟,并将计算结果与已有的试验数据、模拟结果进行对比分析。结果表明:与传统摩阻模型和存在简化误差的Brunone模型相比,Zielke模型和Vardy模型能更加精确地模拟泄漏管中压力和流量信号变化;管道泄漏会引起管道压力和流量畸变,这种畸变是由泄漏导致的压力和流量产生新的信号反射造成的;泄漏流量和泄漏位置均会影响管中压力和流量的畸变、幅值和衰减程度。     

生物附着现象对有压输水工程过流能力的影响

针对我国输水工程中生物污损现象造成的壁面混凝土剥落、有效过水断面缩小以及水质恶化等问题,依托南水北调中线某输水建筑物,开展了不同面积占比下的室内模型试验,并采用多孔介质域数值仿真分析了以淡水壳菜为主的生物附着下的有压管道三维流场和淡水壳菜附着对有压输水工程过流能力的影响。结果表明:受淡水壳菜附着的影响,有压管道水流呈主流偏移现象,近壁面水流质点动量交换更加剧烈；断面糙率与附着厚度及面积占比均呈正相关关系,低密度时,影响因素主要为淡水壳菜附着数目,高密度时,附着厚度为主要因素。     

ABRUPT DEFLECTED SUPERCRITICAL WATER FLOW IN SLOPED CHANNELS

The effect of the bottom slope on abrupt deflected supercritical water flow was experimentally and theoretically studied. Model tests were conducted in a flume of 1.2 m wide and 2.6 m long with sloped bottom at an angle 35.54°, its length of deflector was 0.2 m and the deflection angles were 15° and 30°. An approximate method for calculating the shock wave angle and depth ratio of the abrupt deflected supercritical water flow was suggested, and a correction coefficient for the hydrodynamic pressure was introduced to generalize the momentum equation in the direction perpendicular to the shock front. It must be noticed that in the sloped channel the shock wave angle and the depth ratio are no longer constant as those in the horizontal channels, but slowly change along the shock front. The calculated results are in good agreement with measured data.     

Prediction of oil-water flow patterns,radial distribution of volume fraction,pressure and velocity during separated flows in horizontal pipe

Flow of two immiscible fluids gives rise to variety of flow patterns,which influence transportation process.In this work,we present detailed analysis on the prediction of flow pattern maps and radial distribution of volume fraction,pressure and velocity of a pair of immiscible liquids through a horizontal pipeline by computational fluid dynamics(CFD) simulation using ANSYS FLUENT 6.3.Moderately viscous oil and water have been taken as the fluid pair for study.Volume of fluid(VOF) method has been employed to predict various flow patterns by assuming unsteady flow,immiscible liquid pair,constant liquid properties,and co-axial flow.From the grid independent study,we have selected 47 037 number of quadrilateral mesh elements for the entire geometry.Simulation successfully predicts almost all the flow patterns(viz.,plug,slug,stratified wavy,stratified mixed and annular),except dispersion of oil in water and dispersion of water in oil.The simulated results are validated with experimental results of oil volume fraction and flow pattern map.Radial distribution of volume fraction,pressure and velocity profiles describe the nature of the stratified wavy,stratified mixed and annular flow pattern.These profiles help to developing the phenomenological correlations of interfacial characteristics in two-phase flow.     

瞬变流动中水力摩损的影响研究

本文从水力摩损影响作用的仿真试验和理论解析方法入手，明确了瞬变管流自阀门侧大段管线水压力升高现象，分析了水力摩损对瞬变流动的影响机理．在此基础上，又讨论了表征水力摩损影响强度的单位长度水力摩损相对值的计算和使用方法．最后给出一个水力摩损关于大瞬变流动的影响作用的工程实例