牛顿流体圆管紊流流动及顶替规律研究

本文应用紊流力学中圆管紊动微分方程式及普朗特关于总应力沿管径不变的假设,再考虑普朗特的混合长度理论,经过严密的数学推导,得到了一个新的圆管轴向紊流时均流速分布公式。这些公式由于保留了粘滞应力项,因而理论上比普朗特的圆管紊流公式更为合理。最后,基于上述分析,导出了牛顿流体圆管紊流顶替速度分布公式及界面位置计算公式。     

非牛顿流体在圆管中层流-紊流分层流动规律

提出了研究圆管中分层汉动的新模型,并利用该模型研究了非牛顿流体在圆管中层流－紊流分层流动,得出了速度场的解析分布式,最后,研究了分层流动的阻力规律,为分层掺气减阻提供了理论依据,研究表明,分层掺气可以实现有效的减阻。     

提高水泥浆紊流顶替效率的室内试验与方法优选

叙述了提高水泥浆紊流顶替效率的室内对比试验概况及试验结果, 结合试验结果在分析目前 Ｇ 高水泥浆、减阻剂原浆及电处理浆流变性增减变化率的基础上, 提出了提高水泥浆紊流顶替效率的方法, 采用减阻剂＋ 高频电场处理水泥浆可望获取增大紊流深度、增加顶替效果, 建议推广应用这一新方法．     

提高水泥浆紊流顶替效率的室内试验与方法优选

叙述了提高水泥浆紊流顶替效率的室内对比试验概况及试验结果,结合试验结果在分析目前G高水泥浆、减阻剂原浆及电处理浆流变性增减变化率的基础上,提出了提高水泥浆紊流顶替效率的方法,采用减阻剂+高频电场处理水泥浆可望获取增大紊流深度、增加顶替效果,建议推广应用这一新方法.     

实用圆管紊流流速分布的实验研究

以实验的方法,分析研究了实用工业圆管紊流时的流速分布。对不同的流体在多种管径下用不同的方法进行实验,验证了文献[1]、[2]中理论流速分布公式的正确性,所得结论为实用工业圆管的流量测量提供了实验基础。     

旋转圆柱坐标中固液两相流动的紊流雷诺方程

本文将Reynolds研究紊流的时均值概念应用于研究叶片式水力机械(水泵、水轮机)中的固液两相流动,推导出旋转圆柱坐标系中固液两相流动的紊流Reynolds方程。并分析了固液两相的单位体积力。     

室内二维紊流气流数值模拟

假定室内通风气流是二维、稳定、不可压缩的粘滞紊流流动，以流函数、涡度和紊流能量为循环计算变量，用定常方法进行数值模拟。文中介绍了基本方程及它们的离散化、边界条件的设定，给出了计算实例并对紊流和层流两种模型的数值模拟作了简要的比较。     

倾斜旋转圆管内的二次流

流体在压差作用下,流经绕与中心线成任意角的转轴匀速旋转的圆管时,由于哥氏力的作用,垂直于中心线的截面内将产生二次流。分析了产生的二次流的特性:为绕一对直线的反方向的螺旋运动。讨论了中心面上的流线。给出了流量以及阻力系数的计算式。研究结果对高效旋转式换热器的研制及旋转部件的冷却系统的设计具有实用意义。     

表面活性剂减阻水溶液在紊流边界层中的流动结构

为揭示表面活性剂减阻水溶液在边界层中的减阻力学特性,使用二维激光多普勒测速仪（LDV）对十六烷基三甲基溴化铵和伴随盐水杨酸钠的减阻水溶液在零压梯度紊流平板边界层中的流动结构进行实验研究。结果发现,与水流相比,减阻水溶液的主流方向脉动强度峰值出现位置远离壁面,在靠近边界层中部,出现第二峰值,并处于非“剪切诱导状态（SIS）”;雷诺应力的象限构成中,上喷流（Ejection）和下扫流（Sweep）的贡献明显被抑制以致使雷诺应力沿整个边界层内部基本为零;在主流速度脉动能谱中,低频运动强度大于水流,而高频运动强度低于水流。结果说明表面活性剂减阻水溶液具有降低紊流脉动各个成分相关度、提高流动结构尺度的作用。     

牛顿-幂律流体两相分层紊流的水力特性研究

针对圆管中两相分层紊流流动的水力特性，利用一种新的研究方法——旋转坐标轴法，将圆管流的研究转化为平板流，籍此建立了新的牛顿-幂律流体圆管分层紊流流动模型，得出流动的解析表达式，并通过实验对模型进行了验证。给出了两相分层流以及单相管流的流量积分式，用以验证油气两相分层流是否能相对于石油单相管流实现减阻，为油气混输技术提供理论依据。     

含颗粒的幂律流体两相湍流研究

建立了含颗粒的幂律流体两相流动控制方程，首次对泵离心叶轮内含颗粒的幂律流体两相流动进行了计算研究，计算结果表明：从进口到出口，幂律流体的速度减小，压力随半径增大逐渐升高，且压力面上的压力大于吸力面上的压力；吸力面上的颗粒拟温度小于压力面上的颗粒拟温度，且靠近壁面处的大于叶道中的；最后比较了液固两相流与含颗粒的幂律流体的两相流的流动，流体相的紊动能有一定的差别，而且颗粒拟温度也有较大差别。     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。     

管路倾角对混输管线中分层流存在范围的影响

采用Kelvin-Helmholtz非稳定性理论导出的分层流界面稳定存在准则和Barnea提出的分层流与环状流转换准则，对不同管路倾角下分层流稳定存在范围进行了模拟，并在管线操作条件下，预测出分层流存在最大区域所对应的倾角，能为现场生产和两相分离器的设计提供理论依据。模拟计算结果表明，倾斜向上的两相管流中几乎不存在分层流；在下倾管线中，随着倾角增大，分层流存在区域逐渐增加，超过最大范围后，迅速减小直至消失；两相分离器的入口倾角在一30℃左右能获得最佳的分离效果。     

紊流中悬移质沿垂线的浓度分布

本文通过对紊流场中悬移质质量在垂直方向上传递机理的分析,建立起一个与实验资料较吻合的质量传递系数的表达式,进而由扩散方程推导出指数形式的紊流中悬移质沿垂线的浓度分布解析式,该式较目前通用的Rouse公式的精度更好,在整个紊流场中与实验资料甚为一致。     

输液管道振动的流体流动效应

研究了在石油行业、化学工业以及核电工程中广泛运用的弹性输液管道振动问题,采用欧拉梁理论和哈密顿原理,在考虑科氏力影响的情况下建立数学模型,运用伽辽金法对模型进行求解,并对所得解进行分析得到相应的结论.     

输液管道振动的流体流动效应

研究了在石油行业、化学工业以及核电工程中广泛运用的弹性输液管道振动问题，采用欧拉梁理论和哈密顿原理，在考虑科氏力影响的情况下建立数学模型，运用伽辽金法对模型进行求解，并对所得解进行分析得到相应的结论．     

放置翼型的槽道湍流的实验研究

在槽道底部放置翼型导致的压力梯度的变化大大增加了槽道湍流的复杂性。通过激光多普勒测速仪（LDV）对放置翼型的槽道湍流进行了实验测量,并进行了初步的统计特性分析。研究发现,压力梯度对湍流统计特性有明显影响,并且翼型前后出现了湍流的逆梯度输运现象,逆梯度输运区域随着压力梯度呈现有规律变化。     

工作区水平平推流送风空调房间热分布机理

本文研究了在工作区以低速水平平推流送风时,空调房间气流流动与房间热分布特性。探讨了水平送风气流与热源的自然对流热射流的相互影响作用,提出了当空调房间工作区得热量为最少时的两种气流最佳配合状况。得到了影响房间气流流动和热分布状况的影响因素,给出了确定房间热分布系数的经验公式。