圆管分层层流的流动规律

从流体力学中N－S方程出发，建立了圆管两相分层层流流动的数学模型，通过两相分层层流的相互作用的流体力学分析，提出了两相流动界面的耦合条件，从而得到了一组完整描述两相圆管分层流的数学方程，再通过数值求解分层流的数学方程，得到了对工程实际应用有重要价值的流动规律，应用圆管两相分层层流的流动规律，可以实现高粘流体的高效率输送，其节能效果十分明显。     

非牛顿流体在圆管中层流-紊流分层流动规律

提出了研究圆管中分层汉动的新模型,并利用该模型研究了非牛顿流体在圆管中层流－紊流分层流动,得出了速度场的解析分布式,最后,研究了分层流动的阻力规律,为分层掺气减阻提供了理论依据,研究表明,分层掺气可以实现有效的减阻。     

倾斜圆管中紊流流动及顶替速度与压降计算

本文应用紊流力学中圆管紊动微分方程式．经过严密的数学推导，得到了一个新的圆管轴向紊流时均流速分布公式。这些公式由于去掉了普朗特关于粘滞应力较小及总应力沿管径不变的假设，因而理论上比普朗特的圆管紊流公式更为合理。本文也研究了两种粘性流体在圆管中的顶替规律．文中也得到了紊流流动与顶替时倾斜圆管两端压降的计算公式。     

城市污水的流动特性理论研究

为了能使城市污水在污水源热泵方向进一步推广应用,以原生污水源热泵系统中的流动工质——城市污水为研究对象,采用理论推导与实验相结合的方法对城市污水在圆管中层流和紊流的流动特性进行分析与研究.结果表明:城市污水在流变性上体现为剪切稀化流体特性,可以通过临界广义雷诺数判别流态.在此基础上,通过理论推导得到了层流和紊流状态下的压降计算公式,并且通过阻力特性实验进行了验证.研究结果对原生污水源热泵系统中水泵的选择有一定的指导意义.     

圆管中气液分层层流及减阻规律

本文研究了圆管中，气液分层层流流动情况下的阻力变化规律。首先研究了管道壁面附近掺气后，层流流动阻力的变化规律，然后研究了圆管中气液分层流动情况下．阻力变化趋势。     

单相-两相自然循环过渡点的实验研究

针对闭合回路自然循环单相一两相流动的过渡特性进行实验研究,结果表明自然循环流动由单相向两相过渡过程中,流量随入口温度的变化曲线存在明显的拐点,经理论分析,运用Levy模型和Saha-Zuber模型验证,证实拐点为自然循环过冷沸腾净蒸汽产生点,即单相和两相的过渡点;过渡点两侧自然循环流动的流量与入口温度呈不同的线性关系,体现了单相和两相流动的差异,净蒸汽的产生大幅度提高自然循环能力。     

工业管道紊流时断面上流速分布的又一形式

本文从理论上推证流体在工业圆管内作紊流流动时断面上流速分布的统一规律。结论可以方便且准确地用于测定圆管紊流的流量和直圆管的沿程阻力系数。     

流体动力学能量方程实验设备抽排气研究

一般圆管的液体流动过程中通常混有气体,管流是液体与气体的两相流动。实验依靠能量方程实验设备把低位水箱的水输送至高位水箱形成恒定流,由下水管送到实验区,当流量增大时串入大量气体,测量点参数完全失效。采用新研究的液气两相流抽气装置有效克服了气体串入实验管段,保证实验管路为满管流,满足能量方程、能量损失的科学实验。     

旋转圆柱坐标中固液两相流动的紊流雷诺方程

本文将Reynolds研究紊流的时均值概念应用于研究叶片式水力机械(水泵、水轮机)中的固液两相流动,推导出旋转圆柱坐标系中固液两相流动的紊流Reynolds方程。并分析了固液两相的单位体积力。     

轴承腔两相流动流型特征参数及鲁棒性分析

航空发动机轴承腔的润滑设计和换热分析依赖于对轴承腔中润滑介质两相流动特性的理解,依据流型进行轴承腔油气两相介质流动研究是获取流动特性的有效途径。针对通过试验判断油气两相介质流动形式的需要,结合数值分析和试验数据,在辨识能力和试验获取等方面的考虑前提下,提出了辨识航空发动机轴承腔中均相流动与含油滴气/液分层流动两种主要油气两相流型的特征参数——体积含油率和无量纲速度,探讨了两个特征参数在较宽工况范围内保持流型辨识能力的鲁棒性。研究工作对于借助于试验判断油气两相流型,从而可以在严谨理论指导下基于流型进行航空发动机轴承腔润滑介质两相流动特性分析,实现准确高效的润滑设计和换热分析的设计路线实施是很有意义的工作。     

水平管内汽液两相流流型及换热特性数值模拟

为研究水平管内相变汽液两相流动流型变化,使用VOF模型和RSM湍流模型对其进行了数值模拟,分析了水平管内对流换热、压降及流型的变化．模拟结果表明:VOF模型和RSM湍流模型可用于模拟两相流流型中的泡状流、分层流、波状流、弹状流以及环状流;模拟结果与Mandhane流型图基本吻合;对流换热系数及压降与已有关联式吻合较好．     

摇摆状态下水平管内气液两相流流型转换研究

以空气和水为工质,对摇摆状态下管径为25mm有机玻璃管内两相流流型转换规律进行了实验和理论研究.依据稳态条件下的流型转换机理,通过考虑摇摆引起的附加惯性力的作用,确定了影响分散泡状流和环状流型转换的主要因素,进而提出摇摆状态下分散泡状流向泡状流或间歇流和环状流向分层流 间歇流或间歇流型转换的准则关系式.并将该理论模型与实验数据以及稳态条件下的半理论公式进行了比较,结果表明新准则关系式要比稳态关系式能更好地预测摇摆状态下流型转换边界.     

Numerical simulation of two-phase turbulent flow in hydraulic and hydropower engineering

In connection with the specific features of high velocity aerated flow generated by hydraulic engineering structures,the mathematical model is developed for high turbulence air-water two-phase flow with the use of twin flow theoretical model in this paper.Furthermore the numerical method is proposed to treat bubbled flows.In addition,on the basis of air-water stratified twin flow model,the new calculation methods and free surface tracking technique are proposed to describe complicated movements of the free surface.Finally,the proposed model is used to calculate artificial aerated flows.The computed results coincide quite well with experimental results.This means that the proposed method can provide solid basis for practical engineering design.     

水平突变管内油水两相流数值模拟

采用计算流体力学中VOF模型对水平突扩管和突缩管内油水两相流进行数值模拟,两相流中原油为中质稠油并且含水率较高,从50%到80%不等。结果表明,不同含水率油水两相流在突扩管和突缩管内主要为水包油流型,在管径突变处压力波动变化明显,但含水率从50%变化到80%时对压力变化趋势影响较小。得到的不同含水率油水两相流在突变管径管道中的流动规律,可为原油集输管网油水两相流混输问题提供参考。     

气液两相流波动系数及其在流型识别中的应用

为了克服已有流型识别方法受主观影响大、在线识别困难和流型识别不准确等缺点，利用对气液两相流流型影响小、压力损失小的文丘里管测量差压信号,通过计算差压信号瞬时值平均方根与平均差压方根之间的比值得到气液两相流的波动系数，提出了双参数识别气液两相流流型的方法.波动系数表明了瞬时差压偏离平均差压的程度以及截面含气率的波动程度.两相流动越不稳定，截面含气率波动越大；气液两相流各截面状态的差异越大，波动系数越大.两相流波动系数表示两相流动的波动程度，使用波动系数可以直接将分层流与其他两相流流型区别开.实验结果表明，双参数识别气液两相流流型的方法受主观影响较小，可以有效识别泡状流、塞状流、弹状流、环状流和分层流.     

两相流离散相浓度软测量新方法研究

提出了一种两相流离散相浓度软测量的新方法,该方法以12电极电容传感器为信息获取手段,应用神经网络技术进行信息处理以获得离散相浓度．利用电极间的对称性,将网络结构进行了化简．实验结果表明,浓度测量最大误差小于5％．     

单相三线式变压器模型在配电网潮流计算中的应用

针对含单相变压器的配电网络,介绍了节点间指定法,并用节点间指定法建立单相三线式变压器模型,给出模型的节点导纳矩阵。通过该模型可以解决配电网中高压系统与单相三线制低压系统的混合潮流计算问题。利用所给出的单相三线式变压器模型进行了实例计算与分析,结果表明模型在配电网潮流计算中是可行的。     

垂直井筒两相流温度场的模拟计算

井筒多相流体的物性参数和流变特性参数等均是温度的敏感函数,因此,精确计算井筒多相流体的温度分布是准确预测其压力分布、进行油井生产参数优化设计和工况分析等的重要基础。文中基于两相流动力学和传热学理论,建立了垂直井筒及其周围地层温度场的数学模型。依据建立的模型,编制了不同开采工艺下的井筒温度场计算程序,并对单相和两相流体流动下的井简温度场进行了计算与对比分析。