球床反应堆气-液两相流阻力特性研究

本文在可视化研究流型观测的基础上,通过对实验过程中所采集的520组压差波动信号进行处理和分析,采用均相流模型对实验数据进行拟合,最终得到了基于气、液两相雷诺数的阻力压降关联式。该关联式包含了影响阻力压降梯度的气相雷诺数、液相雷诺数、填充球直径等参数,相比其他研究者提供的相关关联式,具有更高的预测精度,且物理意义更加清楚,可用于球床反应堆气-液两相流动的阻力压降计算。     

上倾管内油水两相流流型实验研究

国内多条成品油输送管道在投产和运行过程中,采用"水联运"投产方式所造成的上倾管道低洼处积水现象引起了严重的管道内腐蚀问题。利用上游来油将低洼处积水携出管道能有效缓解内腐蚀。采用0#柴油、去离子水在内径100 mm的上倾管道内观察油水两相流流型并测量油携水临界流速。结果表明,随油流黏性力增大和管道倾角增大,油水两相流依次呈现波状分层流、有水滴的波状分层流和油相占主导的分散流3种流型;同一流型下,油相能将水相携入上倾段的最低临界流速随倾角增大而增大;倾角从20°增大到25°使流型从波状分层流转化为有液滴的波状分层流时,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.203 m/s减小为0.187 m/s;倾角从30°增大至35°时,使初始流型从有液滴的波状分层流转换为水相在油相中的分散流,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.205 m/s减小为0.194 m/s;油相能将水相完全携出上倾段的临界流速随倾角增大而略有增大;发生流型转化的流速随倾角增大而减小。     

两相自然循环流量漂移分岔特性数值模拟

为了研究自然循环的静态不稳定特性,通过对一个实验系统建立两相自然循环物理模型和数学模型,编程计算了两相情况下自然循环流量,研究自然循环流量漂移不稳定性的静态分岔特性及其影响因素。其中在实验段内,单相和两相段由净蒸汽产生点划分,净蒸汽产生点由萨哈-朱伯模型计算,两相摩擦压降采用均相流模型计算。最终得到了流量漂移的分岔特性曲线,并给出了相应的两相自然循环的稳定性准则,同时讨论了实验段入口欠热度、系统压力对分岔特性曲线的影响,并比较了分相流与均相流模型的计算结果。结果表明,提高入口温度、提高系统压力有利于系统稳定,分相流的计算结果比均相流稳定。     

水平管绝热吸收过程实验及流动形态研究

以溴化锂-湿空气为介质，在常压下对水平管内两相流绝热吸收过程进行了实验研究，给出了吸收过程对两相流传热传质及流型的影响趋势。根据实验结果绘制了流型图并进行了有关参数的关联，在此基础上分析吸收过程对传热传质及流型转换特性影响的机理。     

泡沫排液采气井筒多相流机理模型

基于基本物理原理建立了适用于多种流型的泡排井多相流机理模型。首先,基于Mitchell和Taitel的实验成果,将泡排井流型分为泡状流、段塞流、均质泡沫流和雾状流,建立了流型转换机理模型;随后,建立了各流型的压降计算方法,其中泡状流、段塞流采用漂移模型描述,将均质泡沫流视为幂律流体处理,而雾状流简化为无滑脱模型处理。和川南、鄂尔多斯39口包含多种流型的泡排井测压数据对比,模型的相对误差仅为–0.55%。敏感性分析表明,低气液比泡排井可能呈现泡状流或段塞流,适度注气可实现流型向泡沫流的转变,提高举升效率。     

球床反应堆内气-液两相流压差波动信号时域特性研究

在新型球床反应堆中涉及到气-液两相流。对于球床反应堆内气-液两相流动特性研究而言,不同的流型具有不同的水动力学和传热特性,研究并识别球床反应堆气-液两相流流型对于球床反应堆的设计和运行是十分重要的。本文对两相流压差波动信号进行时域分析,其结果表明不同流型所对应的压差波动信号具有不同的时域特征。在实际工况下可以对压差波动信号进行时域分析,来指导球床反应堆内气-液两相流的流型识别。     

压缩空气泡沫管内流动特性分析

参考两相流流型的划分方法,给出了压缩空气泡沫流型的类型。搭建实验平台,观察不同工况下压缩空气泡沫在管内的流态特征,分析流速、气液比对流态的影响。结合泡沫流动特性,选取幂律模型描述泡沫的流动,通过理论分析得出了模型参数的算法,确定摩阻系数及压力损失的计算方程。研究成果可为固定压缩空气泡沫灭火技术的工程应用提供一定的理论参考。     

水平管稠密粉体气力输送流型演变的模拟研究

本文通过基于欧拉-拉格朗日方法相结合的数学模型描述颗粒间作用力,利用文献实验结果验证该数学模型的有效性。模拟结果清晰展现了稠密相气力输送过程中栓塞流,沙丘流和分层流流型的演变过程。在不同表观气速、固相质量流率条件下,流型的转换可通过相应关系图清晰展示,获得了在输送管径10 mm条件下,平均粒径200μm的粉体物料不同输送流型与操作参数之间的关系。     

深井抽水试验遇到的特殊现象及分析实例

作者以多井长期抽水试验为例，描述了深井抽水前后遇到的水文地质现象。考虑到水的密度、粘度和井管阻损，以含水层底板为压力基准面，利用在井口上录取的水位、水温、水量数据计算出井底静压、流压和地层压降。从抽水设备作功、消耗能量的角度，分析了自流和抽水过程中的能量转化、水位与压降漏斗的分布和变化规律。通过对抽水孔、观测孔压降曲线的分析对比，计算出能够代表地层特性的参数。     

较高黏度垂直油气两相流实验及压降研究

依托可视化多相流实验平台,利用储罐温度控制流体黏度,开展垂直管较高黏度油气两相流动特性实验研究。记录不同黏度(60、100、290、480 mPa·s)、表观气速(1～60 m/s)和表观液速(0.02～0.55 m/s)下管内流型、持液率和压降,得到156组实验数据,分析不同黏度液体对气液两相流动的影响和现有模型产生误差的主要原因。结果表明:总压降随着液体黏度的增加而增加,随着表观气速的增大先减小后增大;总压降最小值受表观液速及其黏度的共同影响。根据实验数据重新拟合了压降预测模型,采用10井次生产数据对新模型验证的平均绝对误差(mean absolute deviation, MAD)值为13.48%,较其他预测模型准确度提高了10%,新模型能够为稠油生产和运输设计提供理论参考。