水平管降膜蒸发器中液膜厚度周向分布研究

采用VOF模型对水平管表面液膜厚度分布进行数值研究,并将结果与实验数据进行比较,二者吻合较好。结果表明:液膜沿水平管周向的流动可分为瞬态过程及之后的稳态过程,瞬态过程包括液体自由下降、冲击管壁、液膜发展、充分发展以及脱离管壁5个阶段。稳态过程中,液膜厚度沿圆管周向分布为先减小,再增大。水平管上、下半部液膜厚度分布不对称,顶部和底部存在两个切向速度滞点,下部滞点处可能会出现无液区。随着液膜雷诺数的增大,液膜厚增大,下部无液区范围也增大。较大的管径会导致液膜在同一角位置处流速增加,液膜厚度减小。     

水平管外降膜厚度分布规律的数值模拟研究

液膜厚度分布规律对水平管降膜蒸发过程有重要的影响。本研究建立了水平管外降膜流动的CFD模型,通过模拟不同入口流速、管径大小的液膜厚度来研究冷态情况下管外液膜厚度的影响因素及其沿环向角的分布规律。模拟结果表明:对于固定管径,液膜厚度随着入口速度的增大而增大;在入口速度一定时,管外液膜厚度在管顶区域较大,在周向105°附近达到最小值;且液膜厚度随着管径的增大而缓慢减小,当入口速度减小到一定程度时,管壁会出现"干涸"现象。     

外波纹管管外降膜流动过程液膜厚度及速度分布特性

针对外波纹管管外降膜流动过程,采用实验结合数值模拟的方法,考察了液体喷淋密度、管间距和管径变化对液膜厚度周向分布的影响,并与光滑管进行了比较,同时分析了外波纹管管外液膜速度分布特性。结果表明:光滑管外液膜厚度由上至下沿周向呈先减小、后增加的趋势,在90°～120°之间液膜最薄;外波纹管去除波纹间凹槽内的液体后,波纹外的液膜厚度数值及其周向分布规律与相同直径的光滑管相似,周向平均液膜厚度随着液体喷淋密度的增加、管间距及管径的减小而增大;液膜沿周向分布的均匀程度及流动速度大小均与液膜厚度有关,波纹外液膜沿周向分布的不均匀性随着液膜厚度的增加而增加,气液界面处的液体速度沿周向分布规律与液膜厚度分布规律相反;相邻两波峰间凹槽内的液体存在局部循环流动。     

液排渣燃烧器液态渣膜厚度求解模型及传热分析

对液态排渣旋风燃烧器的渣膜流动进行分析,给出渣膜厚度的求解方程组,并对定性分析渣膜厚度对传热的影响,为液态排渣燃烧器的结构设计、耐火材料的选择与修补提供切实可行的实施手段。分析渣膜形成改变了燃烧器对称结构,影响燃烧器内流场结构,从而导致捕渣率降低。     

水平井涡流工具螺旋凹槽壁面液膜厚度理论研究

涡流工具是近年来引入天然气行业的一种新型井底积液助排工具,该工具能够有效地提高气井的携液能力,减少流动压降损失,高效的排出井底积液。迄今为止,涡流排水采气技术在我国仍然处于现场试验阶段,缺乏相应的理论研究。液膜厚度是描述井下涡流排水采气工具作用效果的关键因素,本文对流经涡流工具螺旋凹槽的壁面液膜厚度进行首次理论探索。通过建立螺旋凹槽正交曲线坐标系,结合实际物理过程,将客观原型化繁为易,建立了涡流工具螺旋凹槽壁面液膜物理模型。在简化模型控制方程和假定边界条件的基础上,根据稳定液膜受力平衡和传质平衡条件,利用特征线法得到了涡流工具螺旋凹槽壁面液膜厚度理论解析解。该理论模型为评价涡流工具作用效果奠定了理论基础,并能够更加科学有效地指导涡流排水采气技术在现场的应用。     

金属表面流动液膜厚度的电导法测量技术研究

在电导法测量金属表面上流动液膜厚度的试验基础上,结合电场数值分析方法研究了探针结构参数对测量的液膜厚度范围和测量精度的影响,并对电导探头附近区域的液膜内的电场进行了分析。结果表明,较小的绝缘环外径与金属探针直径之比和较小直径的金属探针有助于提高测量局部液膜厚度的能力,但同时也引起了电导探头测量液膜厚度范围的减小。     

垂直自由下降液膜厚度的瞬时无接触测量研究

在垂直自由下降液膜试验台上,利用CCD(Charge Coupled Device)的图像快速采集功能,获得了不同雷诺数下自由下降液膜流的瞬时流态图像,并用图像处理方法对这些原始图像进行计算机数字化处理。研究了某一区域内瞬时液膜厚度沿流向演化特征和某一位置上液膜厚度随时间的演化特征,并给出了不同雷诺数下平均液膜厚度和雷诺数间的实验关联式。实验结果表明:在雷诺数小于4000时测量精度较准,在雷诺数大于4000时,由于采样设备的影响,误差较大。本文实现了液膜流动特征的无接触测量,为数字图像处理技术应用到薄膜流动特性研究方面做出了有益的尝试。     

水平螺旋槽管壁面液膜传热特性的研究--流体性质对液膜厚度的影响

考虑到薄膜表面张力和重力的影响,利用流体力学的基本方程建立了小流量液体在水平螺旋槽管外管壁形成壁面液膜的流动和强化传热的拟线性模型,得到了液膜厚度的解析表达式,进而分析了流体性质对壁面液膜厚度的影响。结果表明：对于同一种喷淋液体水,随着温度的升高,液膜厚度受表面张力和槽道表面曲率的影响逐渐减弱,液膜厚度趋向于均匀一致,具有更好的传热传质性能;用水作喷淋液体和煤油、原油相比较,有其特殊的优点,所以工业上常用水作为喷淋式换热器的喷淋液。     

竖直射流回落液量分布规律的实验研究

在液幕式湿法脱硫中,竖直射流回落液量分布情况直接决定脱硫效率.研究了竖直射流液体回落的分布规律.根据单喷嘴实验数据,推导出了"回落液幕无量纲体积流率公式",此公式各参数有明确的物理意义,可全面描述回落液幕分布特性.通过喷嘴组实验,证明喷嘴组竖直射流回落液量满足多个单喷嘴回落液量简单叠加原理,而且分布均匀性是喷嘴间距和射流高度的函数.     

顺排与叉排套片式换热器的热力性能对比研究

套片式换热器的管束排列形式一般都是叉排,顺排非常少见。由于顺排形式的套片式换热器通常比叉排的流动阻力更小,因而对一些流动阻力有限制的场合,可以考虑使用顺排形式的套片式换热器。为论证这一点,对某种结构形式的顺排套片式换热器和叉排套片式换热器的热力性能进行了对比研究。为便于对比、分析,两个换热器试件的纵向管间距及管排数设计成相等。结果显示:两个试件的热力性能非常接近。分析表明,在某些应用场合,套片式换热器排列成顺排是更合适的选择。图7参6     

叉排管束与M-W引流丝网交替吸收器性能研究

叉排管束与M-W引流丝网交替吸收器是一种将热质耦合传递与绝热传质相结合而开发的新型吸收器。该文基于VOF方法建立溴化锂吸收器中溶液降膜吸收水蒸汽过程的CFD模型,展示在叉排管束与M-W引流丝网交替吸收器中和对比方案的光管束吸收器上溶液的流动状态以及温度和浓度分布云图;给出不同溶液进口喷淋密度和溶液浓度对2种吸收器传热传质性能的影响的模拟和实验结果,表明在计算范围内,叉排管束与M-W引流丝网交替吸收器的传热系数和传质系数的平均值可比光管束吸收器分别提高33.4%和55.4%。     

逆向气流条件下半椭圆管外水平降膜厚度分布研究

为研究半椭圆管水平降膜厚度的分布规律,搭建逆向气流条件下水平降膜实验平台,并结合数字图像处理技术,研究逆流风速(0～5 m/s)和喷淋流量(0.025～0.221 L/min)对液膜厚度的影响。研究表明:逆向气流会对管外水膜产生影响,并存在临界速度;当逆流风速低于临界速度,液膜厚度沿圆周方向先减小后增大,与无空气流动时相似;当逆流风速超过临界速度时,液膜分布严重不均甚至被吹飞;随着逆流风速增大,平均液膜厚度先增大后减小;随着喷淋流量增大,平均液膜厚度持续增大;当喷淋流量减小、逆流风速增大时,平均液膜厚度减小。     

气液两相流泵内气泡大小及分布规律研究

为了研究气液两相流离心泵内的气泡分布规律以及气泡大小对数值模拟的影响,采用高速摄像技术对泵内气液两相流动进行可视化试验,采用Fluent中的Eulerian模型和SST k-ω湍流模型对泵内的气液两相流动进行数值模拟.在转速为400 r/min、液相流量为10 m3/h和气相流量为0.5 L/min时,泵内流型为孤立泡...     

基于反问题理论的汽液两相上升流流型预测与实验研究

汽液两相流流型的测量在两相流研究中占有重要地位。应用均相流模型建立了圆管内汽液两相上升流压力分布,基于反问题理论反演了汽液两相的物性参数,将反演结果与流型图结合,精确地预测了管内流型,计算结果与实验结果进行了对比,误差小于5%。提出的反演流型的方法,可以推广到水平管、螺旋管,为工程上的汽液两相流设备安全性分析、稳定性分析等提供了一种简单可靠的技术方法。     

固定PCM在热球体外表面上接触融解时液膜厚度变化规律的研究

基于润滑近似理论和Ｎｕｓｓｅｌｔ液膜流动理论建立了一个描述固体相变材料在热球体外表面上接触融解的数理模型。由于更准确地应用了固液两相界面处能量平衡关系式，所在求解所得的融解液液膜厚度分布更合理。据此模型，还指出了文献中模型存在的问题及其得到错误液膜厚度分布的原因。     

低压低产井净化与排液新技术研究及试验

川西地区已开发的侏罗系气藏进入低压低产阶段,普遍面临井底污染与井筒积液并存的问题。现有的净化剂与泡排剂性能单一,净化后不利于气井顺利返排。常规的净化剂与泡排剂组合使用,药剂用量大,成本较高,同时还会增加井筒积液量,加大气井负担。为此,本文根据气井井底污染机理,提出了净化排液一体化技术新思路,引进了井底净化与排液复合药剂。通过开展室内实验评价,该复合药剂具有降黏、溶解与起泡、携液综合性能,能够有效防止气井井下泡排乳化液形成,提升气井井底污染物净化后返排效果,达到低成本保稳产的目的。通过对气井井筒污染与积液的诊断,优选出8口气井,试验后平均单井油套压差缩小0.3MPa,平均单井产气量增加0.05×10~4m~3/d,取得较好的稳产、增产效果。取样观察返排液较常规泡排返排液更加清澈、流动性更好。     

固体 PCM 在热球体外表面上接触融解时液膜厚度变化规律的研究

基于润滑近似理论和Ｎｕｓｓｅｌｔ液膜流动理论建立了一个描述固体相变材料在热球体外表面上接触融解的数理模型。由于更准确地应用了固液两相界面处能量平衡关系式,所以求解所得的融解液液膜厚度分布更合理。据此模型,还指出了文献中模型存在的问题及其得到错误液膜厚度分布的原因。     

下降液膜受热流动与换热的实验研究

对竖壁下降液膜受热时的流动换热特性进行了实验研究,观察了液膜的破裂,由实验结果得到了破裂及换热的拟合关联式。     

板式换热器进出口段流道内的压力分布、流阻及流型显示的实验研究

对水在两种不同板型的板式换热器的进出口段内流动的压力分布、流阻及流型显示进行了实验研究。观测了该换热器进出口段内流动分布、流型规律；实测了沿宽度方向的压差分布并计算了进出口段各槽道的流阻，从而揭示了影响板式换热器分流效果的因素     

抽油机井系统效率潜力评价与分布规律研究

按照现行的抽油机井系统效率管理标准,无法进行系统效率潜力分析与评价.本文采用系统效率实现率评价方法,应用有杆泵抽油系统输入功率计算理论,建立了抽油机井系统效率潜力评价系统.应用该系统对某油田抽油机井进行了系统效率潜力分析,探讨了系统效率及实现率的分布规律.