高特征参数下绝缘圆管内液态金属MHD效应研究

液态金属磁流体动力学(MHD)效应是聚变堆液态包层需要解决的关键问题之一。通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了高特征参数下绝缘圆管内液态金属MHD效应,获得了强磁场下绝缘圆管内压降变化和流速分布的规律。研究结果表明,绝缘圆管内液态金属MHD压降随外加磁场强度的增加而线性增大,随管道内平均流速的增加也呈线性增长的关系,且压降实验结果与数值模拟及理论结果吻合较好;流速分布的特点为哈特曼层内流速变化剧烈,速度梯度大。基于压降的实验数据分析可得,强磁场环境下绝缘圆管中层流湍流的转换分界点约为Re/Ha=45。

等直径流量分配管的计算

流量分配管是将主管流体分配到各个孔， 或者是流体由各孔汇入主管的流动过程. 设计多孔管的任务是要计算各段的流体流动速度、 压强； 计算各孔的流速和孔径. 本文通过能量和质量衡算关系导出等直径流量分配管的计算式， 配液均匀度的表达式. 理论计算值和实验值的最大误差为：压强0.23%； 孔速1.73%.

液氮冻结管内沸腾段分布特征的试验研究

为获得液氮冻结管内沸腾段的分布特征,采用在供液管上开孔的冻结管结构,进行了现场冻结试验,通过布置在冻结管内的测温管,测试了液氮冻结过程中冻结管内的温度,获得了冻结管内沸腾段的分布特征,得出以下基本结论:采用供液管上开孔的冻结管结构,冻结管内出现液氮沸腾状态时,冻结管出口氮气温度较传统液氮冻结的出口温度低。随着液氮灌注量的增加,在供液管开孔段上部位置首先出现液氮沸腾段,并逐渐向下延伸,直至下部冻结管全部进入沸腾段,而上部未开孔的范围内较难获得液氮沸腾状态。由于不同位置液氮气化量的差异,造成液氮沸腾段内形成的冻结壁均匀性较差。研究结果表明,调节供液管上的开孔范围和液氮供应量,可以有效控制冻结管内沸腾段分布范围,提高液氮利用效率,发挥液氮快速冻结的优势。

Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中的研究

为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型管压差计考察不同条件下静态混合器的压降。实验结果表明:Kenics静态混合器能明显地改善管内颗粒分布情况;单个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器压降最小;2个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器间距为40 mm时对颗粒分布影响长度是最长的。

水平管段塞流液塞长度分布试验研究

在内径为50mm的水平管中,对空气、水段塞流下的液塞长度分布进行了试验研究。试验结果表明,该流态下的液塞长度呈对数正态分布,平均液塞长度与气液相混合速度具有典型的二次多项式关系。当折算液速较小时,反映液塞长度波动长程相关性的Hurst指数与气液相混合速度具有递增的线性关系,液塞长度分布遵循分形统计规律。

起旋器对水平液固循环流化床颗粒分布的影响

建立了一套水平液固循环流化床颗粒分布测试系统,在循环流化床内加入局部起旋器,并利用CCD图像测量与数据处理系统对循环流化床内固相颗粒分布特性进行了研究.探讨了起旋器导叶包角、安装位置、液体流速以及轴向距离对水平循环流化床内固相颗粒分布的影响.实验结果表明:在水平液固循环流化床内安装导流叶片式局部起旋器,可以有效提高管路上部的颗粒浓度,改善固相浓度分布的不均匀程度.

空穴分布对固液相变蓄热过程的影响

建立了微重力下相变蓄热容器的仿真计算模型,根据蓄热容器内凝固过程的仿真结果建立了更加符合实际的空穴分布模型,对相变蓄热过程进行了仿真计算。对比分析了该文空穴模型与忽略空穴、简单空穴模型对应的仿真结果,证明空穴分布形式对于蓄热容器内的相变蓄热过程的显著影响。通过建立更加真实的空穴分布模型提高了相变蓄热过程仿真计算的准确性,对蓄热容器的设计改进具有积极的指导意义。

垂直列管加热的搅拌槽中温度场分布的研究

目的 研究垂直列管加热的搅拌槽中温度场分布 .方法 在对称装有 4组垂直加热列管、直径为5 0 0 mm的搅拌槽中使用带副叶的 CBY桨进行搅拌 ,工作物料是纯度为 99.5 %的甘油 ,液晶粒子均匀分散在其中 ,采用 LC测温技术测量搅拌槽内温度场的分布 .结果与结论 在流体雷诺数较低情况下搅拌槽中的温度分布不太均匀 。

重力热管换热性能的优化分析

热管在工业余热利用及其他特殊行业有重要的应用价值,因此,对传热性能优化及综合设计进行研究具有重要意义。分析了影响重力热管热传输性能的3个要素,即管外翅片、管壳管径及管内工质充液率。通过试验得到了充液率和导致热管失效的输入热流密度的关系,在试验数据的基础上着重分析了热流密度对不同充液率的热管内部汽液分布的影响。

螺旋管内气液分离仿真分析

为提高原油分离程度、缩短分离时间,在对螺旋管气液分离原理与设计方法进行分析的基础上,建立了螺旋管模型。采用RNGkε湍流模型,通过FLUENT软件对螺旋管入口流速分别为1.65m·s-1和3.00m·s-1的流体分布状况进行了仿真分析,验证了螺旋管对气液分离的作用。结果表明:流速越大,分离程度越高,分离行程越短,为设计小型螺旋管分离器提供参考。

充粘性液体管材中超声导波的应力分析

对超声纵向导波在充粘液管材中的应力分布进行了分析,并讨论了用各模式检测充粘液管材的最佳频厚积范围和检测位置。分析表明,随频厚积的增加,L(0,1)和L(0,3)模式的平面内应力在管外壁上的值由负向变为正向,而L(0,2)和L(0,4)模式面内应力的值则相反,变换方向的点恰好在各模式的下一高阶模式群速度最大时的频厚积点附近;而在管内壁上,法向应力分布曲线达到零点的位置恰好在各模式群速度最大时的频厚积点附近。在各模式群速度较大的频厚积区域内,该模式在管内外表面上的平面内应力较大,而法向应力较小,因此能量泄漏较小。故在各模式群速度较大的频厚积区域内,用该模式来检测充粘液管材较合适。

高凝油抽油机井井筒压力-温度分布预测

利用水力相当直径的概念,将Mukherjee-Brill气液两相管流压降计算方法拓展到抽油机井井筒压力预测中,同时考虑焦耳-汤姆逊效应及油套环空流体对流换热对井筒温度分布的影响,结合沈阳油田沈84-安12区块原油高压物性数据及其地面脱气原油黏温数据,建立预测高凝油抽油机井井筒压力-温度分布的综合数学模型.采用迭代法进行求解并编制了应用软件,进而利用现场实测井温数据对模型中较难确定的油套环空流体视换热系数进行修正,对沈采矿场5口冷抽井的井筒温度进行预测.结果表明:油套环空气柱段视换热系数取17 W/(m2.℃),液柱段取29 W/(m2.℃)较好;修正后的模型具有一定精度,相对误差不超过10%,能够有效预测高凝油抽油机井井筒压力-温度分布.

充粘液管材超声导波检测模式及频厚积的选择

对超声纵向导波在充粘性液体管材中的轴向功率流分布进行了计算和分析,结合了系统中导波传播的衰减系数分布曲线,以此确定了用各模式检测管材的最佳频厚积范围以及其适合检测的缺陷位置。分析表明:频厚积在0.07 MHz·mm以下,用L(0,1)模式检测较为理想,检测管内壁缺陷时更为灵敏;在0.09～O.16 MHz·mm之间用L(0,2)模式检测及在0.18～0.28 MHz·mm之间用L(0,3)模式检测时较为理想。轴向功率流分布能有效地选择检测的最佳导波模式及频厚积。

气液两相流通过管壁小孔分配特性的试验研究

以开有小孔的管壁为研究对象,对层流下气液两相流通过管壁小孔的分配特性进行了理论分析和试验研究。结果表明,气液两相流通过管壁小孔的流动存在一临界高度hb,如果小孔入口与气液界面之间的距离h大于该临界高度,将不会发生夹带现象,临界高度hb主要取决于小孔两侧的压差;对于小孔分别位于气相集中区或液相集中区的分配器,进入分流回路的分流体为单相气体或单相液体或质量含气率为固定常数的两相流体;对4孔分配器,进入小孔的气液含量与孔的位置以及管内气液相分布有关,气液相分流系数受主管流型波动影响较大。

垂直管气液两相流中压力降Orkiszewski预测模型的改进

与垂直管中气液两相流压力降的实验数据比较,Orkiszewski模型预测的压力降,其平均相对误差达到63.62%,最大相对误差达98.07%。针对Orkiszewski模型预测相对误差偏大的问题,首先介绍了实验数据的获取过程,然后结合实验数据,指出Orkiszewski模型对环雾流流型的预测误差较小,对段塞流流型和过渡流流型的预测误差偏大。对Orkiszewski模型的参数进行了敏感性分析,结果表明液体分布系数模型中的阈值是敏感性最强的参数。同时通过分析Orkiszewski模型的组成结构,指出段塞流流型中的液体分布系数计算公式复杂。为此,提出了一种新的液体分布系数阈值模型,得到了一种改进的Orkiszewski模型。实验数据的计算结果表明了改进模型的优越性,改进模型的预测平均相对误差降低到34.98%。针对油相连续且总流速达到3.048m/s的段塞流流型数据,改进模型的平均相对误差可以从原模型的76.17%降低为17.21%。

注气孔位置对文丘里管式微气泡发生器成泡特性的影响分析

尽管文丘里管式微气泡发生器的注气口位置会对气泡在文丘里流道内的碎化特征产生直接影响,但迄今缺乏针对性的深入研究。通过可视化实验方法,对比分析了注气口分别位于喉管处(结构1型)和进水管处(结构2型)时的气液流型、气泡破碎特征以及成泡特性。实验表明,气、液相流量对结构1型微气泡发生器内的气液流型影响显著,初始成泡区域随液相流量增加,环状流或泡状流向弹状流转变,而随气相流量增加则由泡状流或弹状流向环状流转变;结构2型微气泡发生器则在此过程中始终为泡状流,其对操作工况的适应范围大于结构1型。在相同工况下,结构1型微气泡发生器的成泡Sauter平均粒径小于结构2型,但随着液相Reynolds数的增大,二者间的成泡平均粒径差值随之减小。分析原因是由于弹状流流型下,延伸至扩张段区域的弹型泡的表面积更大,能量转化率更高,气泡界面失稳碎化的程度更显著。随着液相Reynolds数的增大,初始成泡体积减小,湍流破碎机理作用占据主导,掩盖了由于界面失稳引起的气泡破碎。结构1型微气泡发生器的成泡能耗高于结构2型,并且随液相Reynolds数的增大,两者之间的差值随之增大。综合来看,结构2型微气泡发生器能够在低能耗下实现高效成泡,面向工程应用将更具优势。

分配联箱气液两相流流型对垂直并联管分配特性的影响

对垂直Ｕ型并联管系统低质量流量的流量分配特性进行了理论和实验研究，获得气相和气液两相质量流量分配特性，以及各分支管的流型记录。分析了分配联箱中流型对流量分配以及各分支管中流型的影响。

蒸发器倾角对环路热管运行特性影响

环路热管在航空航天器、深海潜艇等领域的电子器件散热方面有广泛的应用前景。环路热管随着设备的移动会产生各种位置关系,从而引起蒸发器和储液器处于不同的倾角。通过系统运行的仿真模拟,研究蒸发器和储液器间的重位差对蒸发器核心管内气体运输过程的影响,指出蒸发器不同倾角时蒸发器内的气液分布状态和环路系统的运行特征,通过建模说明不同工况下环路热管能够正常运行时临界倾角的确定方法。

浅谈母液连续净化在盐硝联产系统上应用及改进设想

介绍母液连续净化在盐硝联产中的应用特点及存在的不足,并对存在的不足提出了改进方案。

含气地层采卤井降咸配水管腐蚀严重原因分析

陕北盐田某盐矿采卤井组的配水管在生产后期腐蚀严重。本文从该区域地质情况,再结合现场检修、生产情况进行分析,认为配水管的腐蚀作用是多因素的,CO2对腐蚀起到重要的作用,配水管所处的高压、高温环境,以及气液多相流条件下,卤水中高浓度的Cl-、微量的H2S和接箍上液压管钳留下的咬痕加剧了腐蚀作用。针对腐蚀的原因,提出采取井组及时排除腔体内多余气体、选用耐CO2+H2S+Cl-腐蚀环境使用的管材、选用无牙痕或微痕管钳、改变介质pH值等应对措施,延长配水管的工作周期。