气固两相管道输送分支流动阻力特性的研究

在水平T型分支管道中用压缩宅气对平均粒径为0．5mm砂石进行了气力输送试验,对气固两相分支管道输送的阻力性能进行了研究。试验结果表明,在发送压力基本保持不变的情况下,当输送气速下降时各分支管的单位长度压差在开始时逐渐减小;但当气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,其中局部阻力相对较大的分支管路则开始增大。当分支管流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管各自的压差曲线逐渐远离,局部阻力较大的分支管路的临界速度增大。     

气力输送分支管路流量分配特性的研究

在水平T形分支管道中，用压缩空气作为输送气体，对不同粒径的砂石进行气力输送试验。分别通过试验和改进型BP神经网络预测两种方法对表观气速和分支管路流量控制阀开度变化时，固相在分支管路中的分配特性进行了研究。结果表明，随着表观气速减小和两分支管路流量控制阀开度差值变大，固相流量在两分支管中的分配产生较大差异。试验值和改进型BP网络预测值的对比结果表明，二者相互吻合较好，说明采用改进型的BP网络来模拟固相在分支管路中的分配特性适应性较好。     

气力输送Y型分支管网流动阻力特性的研究

在水平Y型分支管道中采用压缩空气作为动力,粒径为2mm的小米为输送物料进行气力输送试验.对气固两相分支管道各自的压力损失及两分支管间压力损失差值的变化规律进行了研究.试验表明,当气体表观速度下降时,两分支管的压力损失值减小;当气体表观速度低于沉积速度后,继续降低气速,各支管单位长度压力损失将增大,但两分支管上压力损失变化不同步.当两分支管与主管中轴线夹角的差值变大时,两分支管压力损失曲线及两分支管压力损失差曲线在气体高速区远离,在低速区靠近.同时,利用主成分分析法得出了影响两支管单位长度压损差值的主要因素是变动支与主管中轴线夹角、气体表观速度.     

气力输送分支流的流量分配特性试验研究

在气力输送试验台上,以压缩空气为输送介质,以砂石为输送物料,进行了分支流的输送试验.试验结果表明,当两个分支管路的阻力特性相同时,它们各自所分配的物料比较平均,表观气速的影响不明显,只是在输送较小粒径的物料时,流量的分配要相对稳定些.当两个分支管路的阻力特性不同时,管道阻力越大,输送物料粒径越大,表观气速越低,其分配的流量就越少.     

动态压差控制阀流场及流量控制特性研究

针对变流量加热及冷却系统水力和热力失调的问题,设计一种动态压差控制阀.基于计算流体力学(CFD)方法,建立不同阀芯开度下动态压差控制阀三维流道模型.对比研究了不同阀芯开度下阀内流场分布以及流量变化,得出了动态压差控制阀在不同阀芯开度下阀内压降曲线的变化规律、阀芯节流口处速度曲线及湍动能曲线的分布规律,拟合了阀门出口流量...     

球阀与阀组结构参数变化规律的分析研究

基于FLUENT软件的动网格技术,将湍流模型与多相流技术相结合,通过计算与分析球阀阀组的结构参数对转子泵出口球阀的运动特性及球阀内部流场特性的影响规律,给出了阀球运动参数的变化曲线和球阀内部流场的分布云图。阀座半锥角小于45°时,阀球速度、升程变化较大,阀隙最大流速较小且变化较快,大于45°时,阀球速度、升程、阀隙最大流速变化较接近。阀球上下表面压差随阀座半锥角的增大而增大,且阀座半锥角大于45°时,阀球上下表面压差随介质气液比的增大明显减小。阀座入口直径增大,阀球速度、升程及阀隙最大流速变小。阀球速度随时间函数呈现先增大后减小趋势;但当介质气液比增加到0.8、0.9时,阀球速度则呈现先减小后增大趋势;随介质气液比的增大,阀球速度、升程变化梯度和阀隙开度减小,阀隙最大流速增大。气液比小于0.5时,流量系数缓慢变化,超过0.5时,流量系数发生突变,甚至于在超过0.65以后,流量系数急剧变化超过1.0。     

球阀阀口流量特性的试验研究

介绍了球阀阀口流量特性试验装置,对水压球阀在不同结构参数下的流量特性进行了试验研究。试验表明,当阀座半锥角为45°、倒角长度不大于Rcosα/4时,在所有试验的开度和雷诺数变化范围内,球阀有较稳定的流量系数(Cq≈0.9～1.0),且不易出现流量饱和现象;阀座倒角对阀口的流量-压差特性的影响较大,而倒角长度对其影响较小。     

基于粒子群算法的滑阀节流槽优化设计

基于Fluent流场仿真分析软件,在定压差条件下,对带有单U形、斜U形以及V形基本节流槽的滑阀阀口开度-流量特性开展了研究,并将其与试验结果进行了对比验证,得出了U形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度减小、斜U形类槽口随着阀口开度的增加基本保持不变、V形类槽口随着阀口开度的增加流量梯度增大的结论。基于上述研究,利用粒子群优化算法,得到满足定压差条件下阀口开度-流量特性要求的节流槽优化尺寸,并通过实例验证了优化结果。     

"Y"形流管无阀压电泵模拟与试验

对"Y"形流管无阀压电泵内部流场及泵流量特性进行了模拟及试验研究.采用CFX软件对"Y"形流管无阀压电泵泵腔内的流场特性进行了模拟分析.结果表明:"Y"形流管无阀压电泵工作时泵腔内的压强变化很小,涡旋对流体传输活体细胞及长链大分子基本无影响.实际制作了"Y"形流管无阀压电泵,并通过改变"Y"形流管的几何尺寸,研究了压电泵进出口端压差的变化规律.试验结果表明,压差随支管夹角增大而减小,并且当两支管宽的和接近主管宽时,压差值达到最小,当支管夹角为5°,宽为1.2 mm时,压差达到最大725 Pa.     

滑阀式压差补偿器的结构设计及数值研究

为解决气体流量阀的进出口压力变化引起输出流量波动的问题,设计了一种采用非全周开口圆柱滑阀结构的压差补偿器.该压差补偿器工作时与流量阀并联,其阀口为具有多级减压效果的典型结构.采用计算流体力学方法对压差补偿器内部流场进行仿真分析,得出不同开度下的压力流量及稳态气动力特性.研究得出在一定阀口开度范围内,气动力随阀口开度增大...     

管道内气固两相流颗粒浓度和风速测量方法的试验研究

根据两相流压降与颗粒浓度具有确定的依赖关系，提出了一种利用现有送粉管道，在同一管线上选择送粉特性有差异的两段管道在线测量风速和煤粉浓度的新方法，此法的优点在于不破坏原有管线及其阻力特性，特别适合于采用乏气送粉和直吹式制粉系统的火电厂现场使用，通过建立试验及相应的在线测量系统进行了试验，表明该法是可行的。     

不同开度下球阀管路流场的仿真分析

为研究球阀在不同开度下对管路流场的影响,针对某管路球阀,依据k-ε二方程标准湍流模型,利用ANSYS自带的前处理模块Design Modeler和Meshing建立了球阀管路的二维仿真模型并进行了网格划分。设置不同阀门开度,在FLUENT中进行数值模拟,分析了不同阀芯开度下的阀门内部流场。研究发现阀门开度较小时,阀门内部会产生较大速度梯度和压力梯度,部分位置速度、压力值高于初始值数十倍,其内部和下游管路漩涡较强;随着阀门开度的逐渐增大,节流效应减弱,阀门内部和下游管路漩涡逐渐减小直至消失,速度和压力也逐步趋于平稳。     

高压节流阀节流特征及流固耦合失效分析

以川东北地区高压裂缝性气藏开发钻井现场普遍使用的楔形节流阀为例,分析开度与节流面积、节流压降、流体速度的关系,并依据伯努利方程建立节流压降与开度、流体密度、进口流量的数学模型,采用workbench流固耦合数值模拟方法,对所述条件下的节流阀内部流场和阀芯应力分布对比分析。结果表明,楔形节流阀节流能力随开度的增大迅速减小,随流体密度、进口流量的增大而增大,在一定开度下,由于阀腔内流体的高速流动,阀芯变径台阶面与轴销连接孔位置处出现应力集中,同时阀芯节流面附近有明显漩涡产生,引起阀芯振动,容易导致断裂失效;当开度较小时,节流效果显著,含固相颗粒的流体容易造成节流阀堵塞,且高速流体对阀座冲刷引起刺漏,该分析结果与现场节流阀失效情况十分吻合。     

粉煤灰管道气力输送特性的研究

对浓相粉煤灰气力输送系统三维流场进行了数值模拟,给出了流场特性,分析了颗粒对气相的影响,描述了颗粒沉降的具体过程。研究表明单位长度压力损失与速度平方、体积浓度成正比,而与管道长度无关;颗粒直径越大,压力损失就越小;颗粒的沉降与运动速度、颗粒直径和管道长度有关。     

用压降法测量管内颗粒浓度和风速方法的研究

根据两相流压降与颗粒浓度具有的确定的依赖关系，提出了压降法治测定管道颗粒浓度和风速的一般形式和特殊形式，通过对压降法不同形式的分析，找到了各自在测量上的特点及相互间的差别，指出在同一管线上选择送粉特性有差异的两段管道应用压降法的一般形式，可不破坏原有管线及其阻力特性，特别适合于采用乏气送粉和直吹式制粉系统的火电厂现场使用，建立了试验及在线测量系统并进行了试验，论证了压降法测量的可行性。     

基于COMSOL液压节流阀内部流场数值模拟研究

针对不同开度下U型节流阀内部流场的变化,基于软件COMSOL Multiphysics建立CFD数值计算模型,得到了节流阀内部流场的速度、压力分布等随着阀口开度变化的特性云图。研究结果表明：节流口处压力下降梯度较大,并出现局部低压区。阀内流体速度在经过阀口处急剧变化,阀口附近流速达到最大,并沿流体流动方向形成一个空心锥形高速射流区域。即流体出口端射流出射方向倾斜指向出口,另一过流面中流体出射方向指向阀座,并沿阀体壁面流动。此外,随着阀口开度减小,阀口处速度大小和阀口附近压力几乎不变,但是节流口流体出射方向角度变大。     

Comprehensive experimental study of liquid-slug length and Taylor-bubble velocity in slug flow

Slug flow is an intermittent two-phase flow pattern that provokes undesirable pressure variations in pipes. Mathematical models are commonly used to study these variations; so that it is necessary to know the experimental liquid-slug length, Taylor-bubble length, and pressure drop to validate such mathematical models.In this work, we experimentally studied the water-air slug flow through an acrylic pipe loop 6 m long and 0.01905 m internal diameter. We assembled infrared sensors on the acrylic pipe to get voltage signals accordingly to the presence of liquid-slugs or Taylor-bubbles. We applied Fourier transform on the voltage signals to obtain dominant frequencies to determining the liquid-slug length.Moreover, we obtained the cross-correlation function to get the delay time between two groups of the voltage signals to determine the velocity of Taylor-bubbles. Additionally, we measured the liquid-slug length by video technique and pressure drop with a digital manometer. The liquid-slug lengths obtained by using dominant frequencies are in agreement with the ones measured by video technique.On the other hand, Taylor-bubbles could touch or not the wall pipe at different inclination pipe angles; this affects pressure drop. Then, we observed the inclination angle when the Taylor-bubble detaches from the wall of the pipe, under different flow conditions. We found that the Taylor-bubble detaching angle is 45°, and as the inclination angle is higher, the slug-liquid and Taylor-bubble lengths are smaller. The detaching angle can be used as a criterion to neglect the gas shear-stress into mathematical models to improve predictions of the hydrodynamic behavior of slug flow.