注塑模充填过程动态模拟

本文基于注塑模型腔内充填机理和流体力学基本方程，视聚合物熔体在型腔中的流动为平行板中的流动，在浇注系统中的流动为等效圆柱管内的流动，在此假定的基础上进行合理简化，建立了三维薄壁型腔的基于非弹性、非牛顿流体在非等温下的Ｈｅｌｅ－Ｓｈａｗ流动的数学模型及浇注系统的数学模型，并采用混合有限元／有限差分数值方法耦合求解压力方程和能量方程，采用控制体积法自动跟踪熔体前峰面，从而实现充填过程的动态模拟。模拟结     

注塑成型充填过程的可压缩流动分析

注塑成型过程中,熔体在型腔中的流动和传热对制品质量性能有重要的影响.为了预测注塑制品的收缩、翘曲和力学性能,精确预测充填过程的流动及传热历史是十分必要的.本文考虑熔体的可压缩性及相变的影响,将充填过程中熔体的流动视为非牛顿可压流体在非等温状态下的广义Hele-Shaw流动.采用有限元/有限差分混合方法求解压力场和温度场,采用控制体积法跟踪熔体流动前沿,并应用Visual C++实现了注塑充填过程的可压缩流动分析.为了保证能量方程各项在单元内边界的连续性,结点能量方程各项由单元形心处的离散值加权平均获得,因而,能量方程在计算区域内整体求解.对两个算例进行了分析,模拟结果与实验结果的对比,验证了本文数值算法及程序.     

注塑充模过程中温度场的全三维数值模拟

注塑充填过程中,聚合物温度的变化直接影响到成型过程的各个方面,因此,对注塑流动过程中温度场的准确预测具有重要意义.采用有限元方法对注塑充填过程中温度场的三维数值分析进行了研究.没有采用传统的Hele-Shaw薄壁假设,而是全面考虑了对流项在各个方向的影响,提出了一种全三维的温度场计算的数学模型和数值实现方法.采用Galerkin法对能量方程进行了三维有限元离散,同时,为保证数值计算过程的稳定性,采用上风法来处理对流项和黏性热项.模型可预测非牛顿非等温流体在任意厚度型腔内流动时的温度场.和二维模型相比,它具有更加广泛的适用范围,计算结果也更准确.数值算例证明了给出的模型和算法的可靠性.     

板类制件水辅助注射成型流动过程的数值模拟研究

基于Hde-Shaw流动模型,采用广义牛顿流体本构方程,建立了三维薄壁制件的水辅助注射成型充填阶段的数学模型,采用黏性、可压缩非牛顿流体基本方程,建立了水辅助注射成型保压补缩阶段的数学模型。采用有限元／有限差分／控制体积法数值求解。最后对一具有梯形截面水道的薄壁平板零件的水辅助注射成型流动过程进行了模拟,模拟所得到的熔体前沿位置与前人实验结果吻合较好,浇口处压力变化、水的厚度分布及平均温度分布合理。     

非牛顿流体的非等温搅拌流动

采用流线迎风Petrov-Galerkin(SUPG)有限元解能量方程与一般Galerkin有限元解动量方程相结合的方法对Carreau流体的非等温搅拌流场进行了数值模拟。并与牛顿流体等温搅拌流动的相应结果作了比较,表明剪切变稀和温度效应对搅拌流动的流型、温度分布产生很大的影响。冷模试验结果应用于热模工况时会产生较大的误差。     

非牛顿流体搅拌流场的数值模拟研究进展

对非牛顿流体搅拌流场数值模拟过程中的控制方程、旋转桨叶的处理以及数值计算方法三个方面进行了综合论述。阐述了广义牛顿流体模型形式简单、计算量低,在非牛顿流体搅拌流场数值模拟过程中应用广泛;黏弹性流体本构方程具有高度的非线性,采用计算流体力学(CFD)方法对其搅拌流场进行数值模拟难度较高,目前仍处于起步阶段;通过合理简化黏弹性流体本构方程以及采用恰当的数值离散方法,有助于在黏弹性流体的搅拌流场数值模拟中取得进展。     

挤出成型塑料管材冷却过程的建模与温度场数值模拟

基于传热学理论，对挤出成型塑料管材的冷却过程进行了分析并建立了数学模型。引入聚合物的比热容和热导率对温度的依赖关系，运用有限差分数值方法，求解变物性参数条件下一维非稳态传热方程，模拟了塑料管材在定型冷却过程中的温度场，并由此确定冷却段的合理长度。     

气辅注射成型矩形腔中熔体流动的数值模拟

应用Hele-Shaw物理模型和改进的Ｃross流变模型对辅助射成型过程中充填区域内熔体的流动进行数值模拟,采用控制体积法对充模过程中的熔体前沿、熔体－气体边界进行跟踪,运用有限元／有限差分混合数值方法求解气体注射阶段的速度场、压力场、温度场,以图表的形式列举了不同时刻压力场的分布和充模过程中的流线图。在计算过程中,采用压力场和温度场耦合的方法。     

塑料熔体在注塑模中的三维流动模拟

建立了非等温条件下黏性、不可压缩、非牛顿流体流动的控制方程.为了避免同时求解耦合的压力场、速度场,通过修改传统方法的变分方程导出了关于压力场的拟Poisson方程,用迭代法独立求解连续性方程、动量方程,并进行速度场-黏度迭代求出最终的压力场、温度场.这种方法可以减少内存,提高数值方法的稳定性,避免了Hele-Shaw模型中容易引起争议的“中面”概念,并能模拟中面方法不能模拟的一些物理现象.算例表明数值结果与实验结果吻合较好,这种方法可以成功地预测注射成型流动过程中的重要特征.     

平板膜式氧合器中氧传质过程的数学模型

本文对平板膜式氧合器中的传递过程进行了研究,提出了伴有瞬间可逆氧合反应时卡森流体的对流传质模型,并用有限差分方法获得了模型的数值解.当将卡森流体简化为牛顿流体时,其物理吸收的计算结果与文献值完全一致.本文采用猪血进行了氧合实验.实验数据与理论计算的结果相吻合.当血液按牛顿流体和卡森流体处理时,发现两者的计算结果相差甚微,因而认为,在氧合器的研制中可将血液作为牛顿流体处理.     

Scaling transformation for the effects of chemical reaction on free convective heat and mass transfer in the presence of variable stream conditions

Natural convective boundary layer flow and heat and mass transfer of a fluid with temperature-dependent fluid viscosity, chemical reaction and thermal radiation over a vertical stretching surface in the presence of suction is investigated by scaling transformation analysis. Fluid viscosity is assumed to vary as a linear function of temperature. The symmetry groups admitted by the corresponding boundary value problem are obtained by using a special form of Lie-group transformations viz. scaling group of transformations. An exact solution is obtained for translation symmetry and numerical solutions for scaling symmetry. Effects of temperature-dependent fluid viscosity, chemical reaction and thermal radiation on the dimensionless velocity, temperature and concentration profiles are shown graphically. Comparison with previously published work is performed and excellent agreement between the results is obtained. The conclusion is drawn that the flow field and temperature and concentration profiles are significantly influenced by these parameters.     

Heat Transfer Between a Porous Layer and a Forced Flow: Influence of Layer Thickness

The heat transfer between a forced flow of a pure fluid phase and a porous medium is theoretically studied. A unified enthalpy model is used to investigate the transient temperature field in the pure fluid phase and in the porous medium. Possible transition from saturated to nonsaturated porous medium is considered. From the temperature field obtained, the time variation of the local temperature and convective heat transfer coefficient at the interface porous-pure fluid regions are studied. Numerical results provide also the parametric information concerning effects of the thickness of the porous layer on theses parameters at the transient and the steady regimes.     

部1-16井保护气层暂堵技术

在研究东濮凹陷致密气藏储层损害机理的基础上 ,对不同区块的天然气藏进行保护深层气暂堵液配方优选和热稳定性研究。部 1 -1 6井作为深层气钻井完井液项目在中原油田施工的首口井位 ,储层平均渗透率恢复值为 92 .0 % ,比施工前提高了 1 8个百分点 ,较好地保护了油气层     

高温金属熔液在旋转多孔介质内的渗流传热过程

针对转动坐标系中铝熔液在SiC多孔介质内的流动传热现象 ,考虑离心力对渗流传热过程的影响 ,采用局部非热平衡假设建立多孔介质渗流传热数理模型 ,研究不同工况下流体的流速、压力损失及铝熔液和多孔介质的温度变化 .计算结果表明 :在渗透区域 ,液固两相存在温差 ,且液固温差随渗透界面的移动而减小 ;在非渗透区域 ,固体的温度曲线基本不变 .离心转速或孔隙率的增加都使渗透前沿区域液固两相温差增大 .孔隙率对流场和压力损失有较大影响.     

150t/h脱盐水扩建工程自控系统设计

150t/h脱盐水扩建工程是赤天化20万t纸浆项目的配套工程.简要介绍了该工程DCS控制系统和现场控制仪表的设计.     

封堵防塌成膜剂PF-HCM在钻井液中的应用

为解决哈得油田钻井过程中滤液侵入储层造成井壁失稳等问题,通过优选,引入了一种能够用于渗透性地层和泥岩地层的温压成膜剂PF-HCM,该处理剂的主要作用机理是通过控制水基钻井液特殊组分的途径在井筒流体与井壁界面形成一种完全隔离、封闭水相运移的膜,以达到稳定井壁的目的,实验结果表明,成膜剂PF-HCM在30~180℃较宽的温度范围内均具有较高的成膜效率,对低、中、高不同渗透率级别的岩心均表现出良好的封堵特性;在哈得油田钻井液体系中加入2%的温压成膜剂PF-HCM就能显著降低体系的滤失量和滤饼渗透率,同时不影响体系的流变性能,表明成膜剂PF-HCM在哈得油田钻井液中具有很好的封堵防塌性能。     

入井流体温度监测规律研究

温度监测与其他井下实时监测方法相比较有很多优势,在近年来的智能井技术中起到很大作用,尤其对超高压井的意义更为重要。井下温度场分布的研究是井温测井的理论基础。充分考虑超高压条件对流体物性的影响,根据能量守恒方程建立了一维温度场数学模型,模拟超高压油井定流量生产时油藏产出流体温度情况。数值模拟结果表明,入井流体温度由于焦耳-汤普森效应和热传递作用而发生温度变化,并且生产压差越大、流量越大时,入井流体温度越高。