探究串联文丘里管空化特性

为了研究串联文丘里管的空化特性,采用数值模拟方法,建立文丘里管空化模型与压力损失模型,基于入口压力和水温变化进行单级、多级串联文丘里管内空化效果演变过程的研究;以平均气含率为空化效果表征,得到文丘里管串联级数与空化特性的关系,得到出口锥角与文丘里管的匹配关系,得到单级和多级串联之间空化效果的演变规律。提出了以空化效应的介质(水)的性质——电导率为空化实验表征,验证串联文丘里管的空化特性。实验结果表明：实验压力下(<1 MPa)单级文丘里管水样的电导率大于串联管,随着空化时间的增加水样的电导率增加;电导率可以作为表征空化效果参数之一。为串联文丘里管空化与压力、温度的关系提供指导,为空化效果的实验表征提供新的方法。     

温度压力双参数传感器获国家发明专利

我校电气与电子工程学院雷清泉教授、材料科学与工程学院范勇教授成功研制了具有自主知识产权、用于石油开米的潜油电泵关键器件—温度压力双参数传感器． 目前国内外生产石油的油井主要有自喷井、抽提井与电泵井三种,由子电泵井的排油量最大,因此被各国广泛应用．石油采油过程中需要在油井下同时测试温度和压力两个重要系数,以便连续监测井下地层的压力及温度变化,为正常、有效采油提供真实的第一手地层资料．同时还要监测电机的温度变化,以避免电机烧坏,而传统的传感技术不能同时完成测压、测温的双重任务．困此用于采油的潜油电泵…     

含气率对导叶式离心泵内部流动的影响

为研究含气率对导叶式离心泵输送气液两相时内部流动的影响,基于延迟分离涡DDES(Delayed Detached-Eddy Simulation)湍流模型及Mixture多相流模型对导叶式离心泵进行非定常数值模拟,得到不同含气率下,模型泵内气相分布、压力分布、流线分布以及所选监测点压力脉动情况,并将数值模拟的外特性曲线与试验进行对比分析。结果表明:气相主要在导叶靠近蜗壳出口的流道、蜗壳靠近叶轮前盖板一侧以及出口段靠近隔舌一侧聚集;导叶出口处压力从靠近隔舌处沿顺时针方向逐渐减小;蜗壳隔舌至第Ⅰ断面内及出口段靠近隔舌侧均出现了回流区;蜗壳壁面从P₁点顺时针方向沿蜗壳至出口段静压值逐渐减小;随着含气率的增大,叶轮进口处低压区面积增大,导叶内压力降低;蜗壳出口段多个面积较小的回流区转变为几个面积较大的回流区;同一监测点静压值逐渐减小,隔舌处静压值受含气率的影响最大。     

潜油电泵性能测试系统的设计

通过对深井潜油电泵工作原理分析,根据潜油电泵工作要求,结合目前广泛应用且较成熟的工控技术,利用组态软件,设计和研制了潜油电泵测试实验系统.应用该系统,可实现测试潜油电泵性能过程的自动化、测试数据的实时采集和性能曲线的自动绘制,简化了潜油电泵生产工艺流程,降低了潜油电泵的生产成本.     

方腔涡流运动对压力脉动噪声影响的数值分析

为了研究水下方腔内的湍流流动情况,采用k-ε模型和大涡模拟(LES)方法分析了腔内流场的涡旋分布及其发展规律、关键位置的压力脉动特征,运用MATLAB平台对时域下的压力脉动信息进行快速傅里叶变换,得到频域脉动压力级结果,进而讨论了腔内关键压力点的脉动特征.结果表明:压力脉动的峰、谷特征与涡流运动状态具有良好的对应性;方腔不同位置点的压力脉动频率和压力级特征不同,与相应的涡流运动状态密切相关;通过与相同方腔模型脉动声压实验数据的对比表明,在40 Hz以上频率,方腔涡流压力脉动级与实验具有很好的符合度,验证了数值模拟和傅里叶分析方法的可行性和准确性.     

基于大涡模拟的旋风分离器锥体结构影响研究

采用数值模拟方法比较研究两种几何尺寸旋风分离器内流场和颗粒运动。对单相流场采用湍流各向异性的大涡模型(Large Eddy Simulation),对气、固两相流场采用相间耦合的随机轨道模型。研究锥体下口直径对旋风分离器速度分布,压力分布,和对颗粒运动轨迹的影响,为进一步研究旋风分离器的分离机理理论及实验研究打下基础。     

潜油电泵系统效率分析

通过测试试验,分析了影响机组系统效率的各种因素。说明系统效率高低取决于潜油电泵设备各部件损耗和运行参数的设置以及管理水平和油井状况。提升潜油电泵产品结构性能、优化油井和参数设计、加强日常管理等措施,可以提高潜油电泵井的系统效率。     

潜油电泵高效运行及优化设计

随着油田井况恶化,各种出砂、结蜡、酸化井口不断增加,使得潜油电泵采油效率变差,采油成本升高,制约油田发展,因此,提高潜油电泵系统效率是解决问题的根本途径之一.针对此问题,进行潜油电泵高效运行研究并做了优化设计.     

密度分层对近水面航行潜体兴波阻力影响分析

为研究密度分层流对潜体阻力及兴波的影响,本文基于RANS方程,采用Realizable k-ε湍流模型,结合欧拉多相流模型和自定义函数(UDF)方法建立了密度分层流中水下潜体航行特性分析的CFD模型。采用SUBOFF模型进行了网格及时间步长的收敛性验证,并将数值模拟结果与相关试验进行对比,验证了本数值方法的精确性;模拟了全附体潜体以不同航速航行于不同位置时的水动力特性,探讨了密度分层流中航速、潜深及潜体与内波交界面距离对潜体受力的影响。潜体的速度变化主要对潜体艏、艉及表面拐点处压力影响较大;而潜深的变化主要影响潜体主体部分的压力。本文给出了密度分层流中不同航行参数下潜体的受力特征,可为密度分层流中潜体水动力性能分析提供较好的参考。     

螺旋轴流式多相泵长短复合静叶优化设计

以螺旋轴流式油气混输泵YQH-100为研究对象, 在此基础上对增压单元叶片轴向长度进行优化设计, 利用专业流场模拟软件Fluent 18.0进行流场数值模拟; 以水和空气作为介质, 通过对YQH-100复合静叶选取不同的长短叶片数, 在不同流量和含气率的工况下进行数值模拟, 得到混输泵增压单元压力场分布和含气率分布, 并计算出不同工况下整机的增压曲线, 扬程曲线以及效率曲线。通过对比得出在不同流量和不同含气率工况下, 复合静叶的叶片数为8-8时, 混输泵的效率和增压效果明显高于其他两种情况。其他两种情况, 增压单元气液分离较严重的地方位于静叶压力面弦长约2/3的处; 在静叶尾部叶顶处均存在局部压力过大和较大的漩涡。由此表明复合静叶叶片数为8-8时能提高整机性能。     

川西定向气井压力预测及分析

川西定向气井测压呈典型的两段分布,下部压降梯度大的原因是受到液相滑脱损失和倾斜段的影响。针对垂直段和倾斜段分别统计评价工程常用的气液两相管流压降模型:垂直段产气量低于1×104m3/d时采用无滑脱模型,否则采用Hagedorn&Brown模型;倾斜段采用DPI模型。组合建立适用于定向井的气液两相管流新模型。大牛地气田应用实践表明,新模型各项误差均小于5%,明显优于常规单一压降模型。     

旋流器后置型超音速分离管流场分析

结合气体动力学和流体热力学原理,设计了一种旋流后置型超音速分离管.针对新结构建立了三维数值计算模型,并结合可实现k-ε湍流模型对超音速分离管内部流场进行模拟,得出了管内轴心上的压力、温度、马赫数及湍动能的分布,同时对不同截面上径向的压力、温度、马赫数及旋流加速度进行了分析.结果表明:当压损比为47.5%时,分离管内Laval渐扩段(距离分离管入口98 mm处)出现明显的激波现象,获得最大马赫数1.736,此时膨胀得到的最低温度为190.52 K,可为超音速分离管提供足够的凝结动力;旋流发生器后面可获得较大的旋流加速度,产生较强的分离效果.     

气液两相多级液力透平的全流道数值模拟

以DG85-80五级节段式离心泵做液力透平,基于CFD软件,采用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,选择Mixture多相流模型,利用SIMPLE算法,对其在纯水介质和气液两相介质时进行全流道数值模拟,得到透平的外特性曲线和内流场规律。结果显示:气液两相透平在最优工况点的压头、功率比纯水透平的高,而水力效率和质量流量较纯水透平的低;在最优工况点,随着级数增加,气液两相透平各级导叶、叶轮进出口压差增大,其内部压力分布的不均匀性增加,叶片工作面进口附近的漩涡区域减小;与小流量时的透平相比,大流量时透平各级叶轮、导叶内部的气体体积分数较大,透平叶轮出口附近的高含气率区域较小,各流道中气体分布的不对称性加剧。       

Pressure characteristics of a hydrocyclone for fine particle separation

Hydrocyclonesperformtheseparationfunctionbytakingadvantageofthedensitydifferenceamongdiffer entimmisciblephases.Forsolid liquidseparation,thehydrocycloneisastaticseparatorbasedoncentrifugalseparationinavortexgeneratedwithinthebody.Thefeedflow,usuallyenter…     

氮气在水饱和岩心中的渗流规律

用带有刻度的气液分离装置研究了氮气在不同含水饱和度岩心中的流动特性及突破规律。实验结果表明,当气体注入压力一定时,液体流出量缓慢增加,气体突破之前伴随液量的突然增大;在所研究的时间范围内,各阶段气体平均流速呈幂指数增加。随着注入压力的增加,气体在岩心中的突破时间变短,排出液量增大,表明气体在岩心中的流动速度增加,波及体积增加,且各阶段的流速仍呈幂指数变化,这说明气体的流动特性随其侵入量的变化而变化。随着压力的增加,岩心气体视渗透率先快速增加,然后趋于平缓,这是压缩引起的气体滑脱效应减弱所致;而完全饱和水的岩心随着残余水饱和度的降低,气体视渗透率先缓慢增加,当含水饱和度降到一临界值时,视渗透率迅速增大,这是空间增大引起气体的滑脱效应增加所致。     

页岩气测试平台积液原因及排液对策研究

在页岩气排液测试阶段,井口压力、温度较高,采出气中含有大量的饱和水,影响测试平台内工艺设备和采气管线的正常运行.基于此,对饱和水进行现场取样与测试分析,探究测试平台的积液原因.针对积液原因,提出了在波纹板分离器前安装间壁式换热器的方案,以降低波纹板分离器入口的气流温度和饱和水质量浓度,并采用Fluent软件对换热管内部...     

带钩波形板分离器分离性能试验研究

对带钩波形板分离器的分离效率性能和阻力特性进行了试验研究.结果表明:风速、含湿率对分离效率的影响大,分离器分离效率随风速升高而降低,随含湿率增加而增大;含水量对分离器阻力的影响很小,分离器阻力随风速的增加而增大.研究结果为高效空冷除湿器设计提供了理论依据.     

气-液与气体工质热声发动机性能对比

为了降低热声发动机的谐振频率并增大压比,建立采用U形谐振管的驻波型热声发动机.将液柱引入U形谐振管,与热声核部分的气体工质形成气-液耦合振动系统.采用水作为液柱,将氮气和氦气分别作为气体工质,进行气-液工质耦合振动与单纯气体工质热声发动机性能的对比实验.实验结果表明,无论氮-水还是氦-水耦合振动热声发动机系统均获得了低于8 Hz的谐振频率,气-液耦合振动系统的谐振频率明显低于单纯气体系统;采用气-液耦合振动能够获得比单纯气体系统更大的压比.采用气-液耦合振动实现的低谐振频率和大压比对于改善热声驱动脉管制冷系统在深低温区的制冷性能是有利的.     

直流降膜式旋风除雾器的实验研究与工业放大

研究设计了一种新型高效的除雾设备——直流降膜式旋风除雾器 ,以空气 -水为实验物系 ,测定了Φ2 50 mm的直流降膜式旋风除雾器的压降及除雾效果。实验结果表明 ,压降随气速的增大而增大 ,出口气体含雾量随气速的增大仅略有下降。在此基础上 ,选定了最佳操作条件 ,进行了工业放大 ,工厂应用效果良好