缩径管内两相流砂粒碰撞和冲蚀特性研究

针对目前建模方法在描述两相流中砂粒碰撞行为方面存在的不足,运用计算流体力学和离散单元耦合方法建立了压裂工况下的缩径管两相流模型,实验验证了仿真模型的准确性。分析了缩径管内砂粒间碰撞及缩径斜面受力规律,研究发现,缩径斜面冲蚀深度随砂比增大而增大,砂比大于40%时,相同时间的冲蚀深度增量减小,并趋于最大值;缩径斜面冲蚀深度随黏度增大而减小,流体黏度对缩径斜面外缘比对内缘的冲蚀深度影响大。     

基于CFD-DEM方法的变径T型流道冲蚀特性研究

目的 研究石油开采过程中,携砂压裂液对变径T型流道壁面冲蚀磨损规律及主要影响因素.方法 针对石油压裂管汇及井下喷砂器等工具中常见的变径T型流道的冲蚀问题,建立了基于CFD-DEM的变径T型流道固液两相流冲蚀磨损预测模型,该模型中颗粒-颗粒、颗粒-壁面碰撞采用逆向迭代碰撞搜索算法,颗粒-流体耦合计算时间步长根据耦合收敛条件自适应调整.将数值方法与正交试验方法结合,分析各因素变化对均值主效应响应的优先排序和各因素的交互作用,并进行了单因素变化对冲蚀规律的影响.结果 单因素分析时入口流速增大,T型流道最大冲蚀速率和冲蚀面积均增大,冲蚀位置向支流道出口处移动,流体携带颗粒能力增强,堆积颗粒数量减小.砂比范围为5％～35％时,最大冲蚀速率与砂比正相关.最大冲蚀速率随粒径的增大而先增大后减小,随变径比的增大而减小.与最大冲蚀速率均值主效应分析结论一致,验证了正交试验结论的准确性.结论 径向流速、切向流速、管壁压力、最大冲蚀速率为衡量变径T型流道冲蚀程度的指标时,入口流速的影响最大,其次是支撑剂粒径、变径比、砂比,入口流速与其他因素的交互作用对冲蚀速率的影响最显著.     

连续油管井下弯曲段沿程压降计算方法

随着压裂技术的发展,压裂工艺和管柱结构日益复杂,特别是井下弯曲段管柱曲率半径由几米到几千米不等。采用数值模拟的方法,结合连续油管几何特征,建立直管、弯管数值仿真模型,计算不同工况下沿程压降,数值仿真结果与理论计算结果对比,弯管误差小于5%,直管误差小于6%,验证了数值模型的准确性。计算了曲率半径为1.25~1 280 m 的弯管沿程压降, 数值仿真结果与弯管理论计算结果对比表明,弯管曲率半径小于某一临界值时（该临界值与流体介质和排量有关）,数值仿真与弯管理论计算结果吻合较好,当曲率半径大于这一临界值时,弯管理论计算结果偏小,甚至小于直管压降。为此,依据数值仿真计算结果,修正了弯管理论压降公式,拓宽了弯管压降计算公式的计算范围,为连续油管等弯管结构压降计算提供了可靠的公式。     

环空缩径和扩径圆管压降计算方法研究

根据缩径、扩径圆管压降公式和压力损失规律推导出环空缩径和扩径圆管的压降公式;建立了缩径和扩径圆管数值模型,验证了数值模型的准确性,而后开展了不同环空变径圆管的流速和压力分布研究,确定了环空缩径和扩径圆管内流体产生不可恢复压降的位置。根据数值模拟结果验证和完善了所推导的环空缩径和扩径圆管压降公式。     

图说空调器电气系统的化霜控制器

化霜控制器也是利用温度变化控制触头动作的一种开关元件,一般应用在热泵式空调器中,用来执行暂时延缓加热并转换到除霜动作。控制器的开关触点与     

BALD 4203 RD5型可调式气动扭力扳手

法国CH-MAIR公司生产的BALD 4203 RD5型可调式气动扭力扳手在神龙汽车有限公司武汉工厂的轿车总装配线上，起着不可替代的作用。它的力矩为15～65Nm，能根据工艺要求调整到任意扭力点上，以满足不同工位的装配工艺要求，如图1所示。     

一种新型蚁群并联光伏发电系统分析

在研究太阳电池电路模型的基础上,针对广州等南方地区太阳光照特点,提出了一种新型结构的光伏发电系统,该系统即可以有效发挥光伏电池的最佳效能,又增强了系统工作的稳定性。     

缩扩管内携砂压裂液的压力损失实验与数值模拟

携砂压裂液在缩扩管内形成的湍流流动和颗粒群动力学耦合是产生压力损失的根源。通过建立实验系统，研究了携砂胍胶压裂液在缩扩管内的压力损失，得到了缩扩管降阻比随流量、变径比增加呈指数下降，并随支撑剂质量浓度（砂比）增大呈线性增加的变化规律，拟合出了携砂胍胶压裂液在缩扩管内的降阻比计算公式。考虑非牛顿流体的湍流流动和颗粒群碰撞、堆积的动力学耦合，建立了缩扩管内携砂压裂液固液两相耦合的数值分析模型和计算方法，其数值模拟结果与实验得到的压力损失误差均不大于10%，验证了数值模型和计算方法的准确性。经数值模拟研究表明：缩径和扩径端面区域存在流体速度大于颗粒速度以及高颗粒碰撞率和滞逸率现象，扩径端面存在较大旋涡区，且随支撑剂质量浓度增加旋涡流速增大；当支撑剂质量浓度从0增加到700 kg/m³（砂比56%）时，缩扩管压力损失的增加幅度达15%，与实验得到的16%基本一致，其中突缩管和突扩管压力损失的增加幅度分别为22%和12%。     

基于动力松弛法的含铰柔性钻杆载荷传递机理

含铰柔性钻杆广泛应用于超短半径水平井钻井技术中。柔性钻杆不同于常规的钻杆,其在变形过程中不仅伴随有机构与结构之间的相互过渡,同时柔性钻杆还与外管产生随机接触。考虑含铰柔性钻杆的结构特点,采用有限单元法将柔性钻杆和外管均处理为空间梁单元,将铰离散为万向节连接单元,柔性钻杆与外管之间的接触关系采用接触间隙元进行描述,建立含铰柔性钻杆接触非线性有限元仿真模型,引入动力松弛法对其进行求解。为验证有限元模型及动力松弛法的可行性,建立了铰接梁与外梁接触平面模型,根据叠加原理和变形协调条件推导了挠度、接触力等参量的解析表达,将数值解与理论解进行比较,最大误差仅为0.14%。对造斜段6种铰接转动极限的含铰柔性钻杆进行仿真分析。结果表明,柔性钻杆与外管之间接触力是间断不连续的,且沿轴线随机分布,铰接转动极限越大,传递到柔性钻杆底端的扭矩变化不大,传递到柔性钻杆底端的轴力逐渐减小,铰接转动极限大于5°时,轴力损失率大于59.5%。     

环空缩扩和扩缩圆管压降计算方法探讨

通过成熟的缩径和扩径圆管压降公式,验证了数值方法准确性,建立了环空缩扩和扩缩圆管数值模型,研究了压力损失规律。结果发现:仅当环空缩扩圆管和扩缩圆管的变径长大于1.3D_e和5.0D_e时,利用环空缩径和环空扩径压降累加求和的方法可以准确计算环空缩扩圆管或扩缩圆管压降。最终,通过对环空缩扩和扩缩圆管数值计算,回归出了适用于变径长小于1.3D_e和5.0D_e的环空缩扩和扩缩圆管压降计算公式。