矩形通道弹状流液膜特性

为了深入探究矩形通道内弹状流机理,利用高速摄像系统,对矩形通道(3.25 mm×40 mm)内弹状流进行了可视化研究。实验中发现,泰勒气泡长度LT随分气相雷诺数ReG近似线性增长,但随着分液相雷诺数ReL增加,LT的增长速率减小。液膜脱离泰勒气泡时厚度δf随ReG增加而减小并趋于稳定,随ReL增加而增大。δf主要由ReG、ReL和LT决定;LT≥150 mm时,δf趋于稳定。液膜脱离泰勒气泡时速度Vf随ReL增加而增大。在低ReL时,Vf方向向下并随ReG增加而减小;当ReL≥9 102时,液膜始终向上运动,Vf随ReG变化较小,主要受ReL影响。通过数据回归分别得到了LT、δf和液膜相对脱离速度Vfr计算关联式,其与实验数据符合相对较好。     

起伏管路气液两相弹状流液弹特性实验

为了探究起伏管路中气液两相弹状流液弹频率与液弹长度随管路倾角、折算速度的变化规律,采用实验测量方法建立不同倾角的起伏管路,设置不同的气液折算速度.根据气液工质导电特性的差异,利用电导探针测量管路中不同工质通过探针时的电信号变化,得到不同工况下的气液两相弹状流流动特性参数.结果表明,气液两相弹状流的液弹频率与管路倾角无关...     

垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度研究

目的建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型．方法通过考虑Ｔａｙｌｏｒ气泡与尾随液弹之间的气体交换建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型;用实验来验证和评价模型的正确性．结果模型计算结果与本文实验数据及其它相关数据进行了比较,两者符合较好,模型计算值与实验数据的误差在±２０％以内．结论推荐的模型可以准确地预测垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度．     

基于有限元模型的气液两相弹状流混输管线振动特性研究

参照输送单相流体的管道系统,建立了输送气液两相弹状流的管道系统动力学方程,使用有限单元法对所建立的方程进行了求解,重点考虑了弹状流的间歇性特征.具体分析了不同气液两相流量下系统的固有振动特性.研究结果表明,对于输送气液两相弹状流的管道系统,其固有频率随着流动的进行会做同弹状流液弹频率一致的周期性变化.如果固定气相流量,...     

并联硅基扩缩微通道内气液两相间歇流型与压降特性

采用以IDT高速摄像仪和Nikon生物显微镜为主体的可视化观测系统,实验研究并联硅基扩缩微通道内氮气/水气液两相间歇流型及压降特性.随气液两相表观流速变化,间歇流子流型依次呈现环状/单相液体交替流型、弹状/环状/单相液体交替流型、弹状/单相液体交替流型、雾状/弹状/单相液体交替流型和雾状/单相液体交替流型,得到不同气液两相表观流速下并联扩缩微通道流型分布图.研究表明,均相流模型的压降计算结果同实验值有较大出入.尽管分相流模型在一定程度上引入了气液两相的相互作用,其预测结果好于均相流模型,但是仍无法精确地描述并联扩缩微通道内氮气/水气液两相的运动与空间分布.     

矩形通道内脉动流摩阻系数的二阶傅里叶拟合

矩形通道内脉动流,流量的正弦脉动会引起压力的脉动,在层流区压力与正弦规律吻合良好,而在紊流区、过渡区和跨区域的压力脉动与正弦规律偏差较大.为了能够较为精确地计算管内压降,对矩形通道内脉动流进行了试验研究.通过测量截面为40 mm×3 mm的矩形通道内不同周期、振幅、平均值的正弦脉动流体的流量、压差,对压差数据分别采用一阶、二阶傅里叶级数进行拟合,发现用二阶傅里叶级数拟合压差数据,能够很好地反映压差的变化规律,并发现雷诺数-摩阻系数曲线呈‘8’字形.通过对二阶傅里叶级数的压差拟合公式进行分析、推导、拟合,得到了瞬时及平均摩阻系数的计算公式,其计算值与实验值的误差较小.     

T型毛细管中气液两相流型及Taylor流的数值模拟

运用FLUENT求解器中的VOF模型对T型毛细管中气液两相流型进行数值求算,模拟出不同气液相表观速率下的各流型变化及Taylor流流动,并考察了气液表观速率、接触角以及毛细管内径对Taylor流流动特性的影响。研究结果表明:通过改变气液两相的表观速率,观察Taylor流中的气液柱长度的变化,发现得到的模拟值和实验值在一定范围内非常吻合;气泡长度和液柱长度分别随着气相表观速率和液相表观速率的增大而变长;随着接触角的增大,Taylor流中气液柱的长度会呈现凹函数的线性变化,但整个过程波动范围均在15%以内,这表明接触角对Taylor流的流动影响不大。     

气力提升管内流型识别的实验研究

以压缩空气、水和麦饭石陶瓷颗粒作为实验介质,利用高速摄像仪对气力提升管内的气液两相流流型及气液固三相流流型进行可视化分析识别。实验结果表明,采用高速摄像技术有效识别了气力提升管内的流型,观察到气液两相流中存在着4种流型:泡状流、弹状流、泡沫流、环状流。以气液两相流流型特征为基础参考,将观察到的气液固三相流流型归分为弹旋流、旋涡流、波浪流、聚泡流和环柱流5种。并对各流型间的转变机理进行了分析阐述。     

气相Ｆ 因子对规整填料内液膜流动的影响

采用ＣＦＤ数值模拟方法研究规整填料内液相参数改变时气相Ｆ 因子对气液两相流体动力 学的影响,建立基于流体力学软件ＦＬＵＥＮＴ并与Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和ＶＯＦ方法相结合的二维 模型,湍流结构模拟采用ＲＮＧ　Ｋ－ε 模型．对Ｍｅｌｌａｐａｋ　２５０Ｙ型金属板波纹填料在不同液相流量和 表面张力下气相Ｆ 因子对液膜流体动力学的影响进行模拟分析,并与文献实验结果对比验证．结 果表明：不同液相参数下,受气相Ｆ 因子的影响,液膜逐渐由稳定流动变为液滴;持液量随流量的 增大而增加,随表面张力的增加先增大后减小;当流量超过临界值时,有效传质面积突然增大,而有 效传质面积随表面张力的增加而持续增大;受气相Ｆ 因子和液相参数的影响,速度分布Ｖｙ 存在临 界值,当液相参数大于临界值时Ｖｙ 波动较大,液面变化较大．     

空间用氯苯基硅油的弹流牵曳特性

基于Carreau剪切稀化非牛顿流变模型,针对一种空间用国产氯苯基硅油(CSO)弹流牵曳特性进行了完全数值解,CSO相关流变参数值为拟合实验数据所得.采用球-盘式弹流牵曳试验装置,测定了CSO在不同工况下弹流牵曳系数.将理论与实验结果进行比较表明,随着滑滚比的增大,CSO弹流牵曳系数经历了由急剧增加到缓慢增加,直至逐渐减小的过程.与其他2种润滑油相比,CSO弹流牵曳系数对载荷敏感度低,且在大滑滚比工况下弹流牵曳系数随滚动速度增大而减小.因此,在高速重载工况下,用CSO润滑的空间摩擦学部件寿命更长,动力消耗更低.但是,CSO在宽温度范围内,粘度变化幅度为5个数量级,因此,不适合在低温工况环境下使用.     

气液两相弹状流动的实验研究──液弹长度及Taylor气泡长度份额

研究了垂直及倾斜上升管内,充分发展弹状流的液弹长度、Ｔａｙｌｏｒ气泡长度份额以及液弹长度在弹状流发展过程中的变化情况．希望研究结果对改进目前广泛使用的有关倾斜上升弹状流的不全面的理论能有一定的帮助．     

暂态过程中分层流到塞状流转捩的研究

本文从非恒定、可压缩分层流基本方程出发,应用线性稳定理论,导出了非恒定、可压缩的分层流向塞状流转捩的判别公式。     

微通道气液柱塞流尾部流场三维实验研究

为研究微通道气液柱塞流尾部流场规律,采用三维Micro-PIV可视化技术对微通道气液柱塞流进行实验研究。通过对实验图像处理,绘制出微通道柱塞流气泡尾部区域的三维速度分布图。证实在气泡尾部附近区域的流场具有较大速度,气泡顶端存在滞止点。在气泡尾部区域存在两个对称的方向相反的环流区,增加了微流道在径向上的质量和动量混合。远离气柱尾部的区域,流场为层流,与单相流有类似的抛物线速度分布,即流道中心区域速度大,两边小。在气液界面和壁面之间的流体,运动较复杂,有可能流向气液界面,也有可能流向壁面或者回流。     

不同倾角下悬链线立管数值模拟分析

为降低混输管严重段塞流带来的危害,须对其流动特性进行分析研究。以某水平下倾管⁃悬链线立管实验系统为研究对象,建立相关的数学模型、物理模型,运用CFD软件,模拟该种管型下的严重段塞流流动现象,分析了严重段塞流流动特性以及压力、速度、含气率变化特性。通过数值模拟得到了不同倾斜角度下的流型图、压力变化曲线及周期变化规律。分析结果表明,随着下倾管倾斜角度的增大,流型图的转换边界发生变化,形成严重段塞流所需的气相折算速度增大,形成间歇流所需的气相折算速度减小;严重段塞流压力最大值随倾斜角度变化较小,其周期则随倾斜角度的增大而减小,并呈指数函数变化。     

垂直上升弹状流中Taylor气泡上升流速的研究

用势流理论研究了Ｔａｙｌｏｒ气泡在垂直管内的上升速度．给出了液体速度分布对气泡上升速度的影响,导出了气泡头部形状方程;提出了液体流动为层流和紊流时气泡上升速度的表达式,研究结果与实验数据进行比较,符合较好．     

低速非达西渗流复合油藏DST段塞流试井分析

在分析实际低速非达西复合油藏DST测试非自喷井渗流规律的基础上,导出了其有效井径数学模型,并利用Laplace变换及特殊物理方程理论,导出了该模型的拉氏空间解析解;利用简便的Stehfest数值算法进行数值反演,得出了实空间解,绘制了无因次样板曲线.可有效运用于现场DST段塞流试井分析.     

强烈段塞流抑制措施模拟研究

海底管道由于立管系统的存在,强烈段塞流是在低输量下经常出现并且危害最严重的一种流动状态。对某井口平台至中心平台的湿气管线的强烈段塞流特性进行模拟研究,总结分析可行的强烈段塞流抑制措施,选取节流法、气举法、气举节流结合法和多相泵控制法进行模拟,并分析其抑制效果。结果表明,节流法和气举法能完全消除段塞流的影响,多相泵控制法只能够减弱段塞流的周期性变化特性。     

对凝石技术本质的探讨

针对目前媒体及业界关于“凝石将取代水泥”的言论,通过对凝石原料、生产的分析,指出凝石的本质是碱矿渣水泥,是一类可以在许多场合取代水泥,但又有着许多与传统水泥不同的优异特性的硅铝基胶凝材料体系。凝石可能具有某些优异性能,抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性等也优于普通硅酸盐水泥,但也可能存在碱矿渣水泥固有的缺点,如体积稳定性差,干燥收缩大;硬化速度快,凝结时间不易控制;使用过程中析碱、泛碱;长期抗折强度倒缩等。因而,50余年来碱矿渣水泥并未在建设工程中推广应用,轻易断言凝石可取代水泥是没有根据的。