摇摆运动时窄矩形通道内两相流动阻力特性实验研究

摇摆运动作为一种典型的海洋条件,会对管内的气液两相流动过程产生较大影响.通过摇摆条件下空气-水在窄矩形通道内流动阻力特性的实验,研究摇摆运动对两相流动过程的影响.实验在常温常压条件下进行,通道尺寸为40 mm×1.6 mm,摇摆角度分别为10°、15°和30°,摇摆周期分别选为8、12、16 s.实验结果表明,摇摆条件下瞬态摩擦压降的变化具有明显的周期性,摇摆周期越小,摇摆振幅越大,即摇摆运动越剧烈,摩擦压降的波动幅度也越大;摩擦压降波动幅度随着含气率的增加而增加,随着流速的增加而减小.     

窄环形流道流体阻力与传热特性的研究

以蒸馏水为实验工质,用紫铜管对间隙为0.540～2.685 mm和间隙为0.540 mm的窄环形流道的流体分别进行了阻力和传热特性的实验研究。结果表明：窄环形通道内流体流动出现了从层流向湍流过渡提前的现象,且转捩雷诺数随着窄环隙尺寸的减小而降低。当Re〉750时,窄环形流道能够加强传热效果;而当Re〈750时,出现传热恶化现象,窄环形通道的传热系数小于理论计算的传热系数。     

螺旋管内气液两相流动特性的简化分析

从试验和理论上研究了螺旋管内气液两个流动特性,得出了平均截面含气率与容积含气率图,并采用不同模型,对螺旋管内主要注以型平均截面含气率和摩阻压降进行了推导和计算,计算结果与试验数据符合较好。     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

摇摆对单相强制循环层流阻力特性的影响

为揭示不同驱动压头下摇摆运动对单相流动特性的影响机理,对摇摆条件下矩形通道内单相水层流阻力特性进行了理论和实验研究.实验结果表明,摇摆条件下流量波动幅值随驱动压头增加而迅速减小,当驱动压头大于附加压降幅值的10～11倍时,流动最终趋于稳定.驱动压头较低时,摇摆条件下瞬时摩擦压降与流量存在相位差,且不能采用稳态关系式预测.驱动压头较高时,摇摆条件下瞬时摩擦压降不波动,可采用稳态关系式计算.通过分析速度分布,解释了不同驱动压头下摇摆运动对矩形通道内单相强迫循环摩擦阻力特性的影响机理.     

摇摆条件下窄通道内单相水流态转捩特性

矩形窄通道广泛应用于紧凑式换热器中,其内单相流动流态转捩特性会受到摇摆运动的影响.结合流迹显示技术,对摇摆条件下矩形窄通道内单相水从层流向湍流转变临界点附近的流动特性进行了实验研究.结果表明稳态条件下临界Re为2 550左右.摇摆条件下当Re小于2 400时,流态显示为稳定的层流,Re大于3 500时,流态为湍流,摇摆对稳定的层流区和湍流区流态没有影响;Re为2400～3 500之间时流动处于过渡区,摇摆对其流态转变有一定影响.在临界点附近摇摆振幅越大,流态转捩越容易发生;摇摆周期对流态转捩影响很小.摇摆运动改变系统重位压降及产生附加压降,从而对流态转捩的影响不可忽视.     

基于椭圆散射体的二维三角晶格声子晶体带隙

采用降低对称性改变带隙宽度及位置的思想,以椭圆柱体代替圆柱体构成二维三角晶格钢/空气声子晶体,利用平面波展开法计算其能带结构.结果表明,由于采用椭圆柱体降低了散射体的对称性,从而打开一条新的低频带隙,并且在一定的填充率范围内获得更宽的带隙.此外,散射体截面越接近于圆越容易打开高频带隙;反之,散射体的椭圆截面越扁,越利于打开低频带隙.该研究为声子晶体在低频减振和噪音控制的工程应用方面提供了一种思路.     

矩形微通道内油水两相流摩擦压降实验研究

研究了微通道内油水两相流的摩擦阻力特性.实验采用横截面为矩形的微通道,其宽度和深度通过化学蚀刻法制作,壁面具有一定的粗糙度,其水力直径分别为167.3μm和192.0μm,相应高宽比为0.673和0.793.利用数字显微摄像技术对矩形截面微通道内油-水两相流的流型进行实时观测,并根据流型选择合适的物理模型,得到了不同含油率时矩形微通道的摩擦压降.实验结果表明:矩形微通道内的摩擦阻力压降与均相理论模型计算结果一致,黏度机理是影响微通道内油水两相流摩擦压降的主要因素.水包油流型向油包水流型的转变是在含油率为60%～70%范围内发生的.     

直流蒸发器换热元件单相对流传热的实验研究

以水为工质,对套管式换热元件进行了单相对流传热强化效果和传热性能的实验研究,根据实验结果,给出了窄环隙流道单相对流传热时内、外侧的努谢尔特数与雷诺数的关系。实验结果分析表明,在雷诺数Ｒe＜２０００时,窄环隙流道依然具有强化传热特点。     

缠绕管结构参数对管内压降的影响及压降模型

为了研究缠绕管内流体的压降规律、建立具有较宽适用范围的压降预测模型,以水为介质,采用U型压差计测量缠绕管内流体进、出口的压降,实验考察缠绕直径、缠绕角度、管径等缠绕管结构参数对管内压降的影响. 结果表明,在流速及其他结构参数相同的情况下,缠绕直径或管径越小,单位长度缠绕管内压降越大;在不同流速区间,缠绕管结构参数对管内压降的影响程度不同. 在低流速（小于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响较小;在高流速（大于0.5 m/s）下,缠绕管结构对管内压降的影响显著. 采用统一的压降预测模型对实验数据拟合会使得其在高压降区失准,进而提出由流动参数和缠绕管几何参数组合而成的分段特征参数,并构建分段式压降预测模型. 分段式压降模型的计算值与实验值的相对偏差小于10%.     

Flow frictional characteristics of microencapsulated phase change material suspensions flowing through rectangular minichannels

1 Introduction MEPCM, i.e. microencapsulated phase change material, is formed as shown in Fig. 1 by packing phase change material (PCM) into a microcapsule with a solid but flexible shell; the size of the MEPCM particles ranges from 1 to 100 μm[1,2]. The shell separates the core PCM (solid or liquid) from outside substances and tolerates volume changes in the core due to phase change. Widespread applications of MEPCM include: enhancing performance of fluid convective heat transfer, te…     

倾斜管中气－液两相流摩擦压降的研究

本文对倾斜管中气一液两相流摩擦压降进行了试验研究。试验参数为：系统压力０～０．６ＭＰａ，水流量０～４ｍ３／ｈ，空气流量０～４０ｍ３／ｈ。得到了计算倾斜管摩擦阻力的计算公式，所得计算结果与试验结果符合良好。     

环柱形狭缝通道内气液两相流流动特性

在水平放置的环柱形狭缝通道中, 对空气 水两相混合物的流动特性进行了研究, 首次得出了相应的流型图, 并提出了预测压降的关联式, 为环柱形狭缝通道中空气 水两相混合物的传热特性研究奠定了基础。     

矩形微通道内流动沸腾压力降实验研究

对去离子水在矩形微通道(0.54 mm×1.6 mm×330 mm)中的流动沸腾压力降特性进行了实验研究.结果表明:质量流速和出口干度对压力降有重要影响,总压力降随质量流速和出口干度的增加而增大;各分压力降中摩擦压力降占主要部分,其次是重力、加速和单相流压力降.在实验数据基础上拟合微通道内单相流摩擦系数关联式,预测值与实验数据吻合良好,对微通道内流动沸腾摩擦压力降的研究有重要的参考价值.     

油井合理井底流压的确定

针对油井实际生产过程中,井底流压降低到一定程度时,油井产液量不增反降,油井存在一个最大产量点的现象,考虑原油脱气对油相相对流动能力的影响,建立油井流入动态分析模型。通过无因次化处理和计算分析,得知油井的合理生产流压约为原油饱和压力的0.5倍。进一步回归模拟,得到油井合理生产流压随含水率变化的关系方程。     

气井井下节流器压降模型的建立

井下节流器在天然气生产中有着重要作用,在气田尤其是苏里格气田有着大规模应用.节流器可以减少水合物生成,避免生产管线堵塞,降低井底压力激动,能有效提高气流携液能力并简化地面设备.与其他水合物预防方法相比,井下节流器成本较低,具有很好的经济效益.但同时也给生产带来一些不便,比如无法将压力计下到节流器以下,导致获得压力数据与实际井底流压相比存在节流压差,影响生产动态分析和试井解释的结果,导致解释结果有误差甚至错误,从而影响决策的正确性.以能量守恒为基础,假设气体通过节流器为等熵绝热过程,采用Peng-Robinson状态方程描述天然气节流的相平衡过程状态方程,结合其他经验公式建立井下节流器压降计算模型,并通过编程实现,化计算压差,经过实际案例验证,结果精确度较高.     

真空排污管内多相流动阻力特征研究

管道内阻力计算有利于优化设计排污系统中管径及动力设备,对提高黑水、污泥等非牛顿流管道输送的安全性、经济性具有重要指导意义.在分析真空管道内污水运动状态基础上,推导了排污管道内气体-非牛顿流体两相流动摩阻压降梯度计算的通用关系式.通过算例探讨了管道内阻力随气流量和输送黑水的变化规律.     

窄隙自然循环过冷沸腾流道中的温度分布特性

针对一体化反应堆的窄通道和自然循环特点,在常压下,以水为工质,对竖直窄环隙流道进行了自然循环过冷沸腾换热实验研究,通过对流道内温度的测量,考察了入口过冷度、流道间隙和加热负荷对流道内温度分布的影响.结果表明,在中低负荷区,流体的截面温度基本不受加热负荷的影响,入口过冷度使轴向壁温分布呈现非单调性变化,在一定条件下会引起沸腾区壁温的逆向升高,减小流道间隙或增大加热负荷有助于弱化入口过冷度的影响,减小流道间隙还有利于降低壁面温度,但流道间隙也不宜过小.