大屯锡矿尾砂膏体环管管输数值模拟研究

膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,采用Fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。研究表明:膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大,管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性黏度的增加,沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。

间隙流动对混流式水轮机效率预测的影响

为了分析转轮间隙流动对混流式水轮机效率预测的影响,该文采用CFD数值模拟方法对含有转轮间隙的混流式水轮机内部流动特性进行研究,定量分析了转轮圆盘效率损失,并将CFD仿真结果和模型试验结果进行了对比。研究表明:考虑了转轮圆盘损失后,在最优单位转速附近CFD计算得到的水轮机效率和模型试验结果吻合良好。当偏离最优工况点较远时,由于流场中存在脱流和涡流,CFD计算得到的效率较试验值偏低。转轮下环表面造成的圆盘效率损失远高于上冠表面,且转轮内外圆盘损失基本相当。在同一水头下,通过转轮间隙的泄漏流量基本为常数。此外,"动静干涉"现象对圆盘损失的影响基本可以忽略不计。该研究结果可为混流式水轮机圆盘损失的预估提供有效的参考。

水平井水平段最优长度设计方法研究

由于水平井水平段内摩擦损失的缘故，如果水平段内压降和油藏压降相当，导致水平段末端压降很小或者为零，这种现象常常出现在高渗透层的低压降生产油藏和生产压差受到限制的锥进油藏。因而研究水平井最优长度设计方法对水平井开发方案设计具有指导意义。本文分三种情况（底水油藏、气顶底水油藏、气顶油藏）建立了油藏内流动模型、井筒内流动模型、水平井水平段最优长度数学模型，在建立模型过程中，考虑了水平段内流动状态（层流、紊流）和管壁相对粗糙度对摩擦损失和水平井产能的影响，最后通过实例计算得到了几个结论。

水平井水平段最优长度设计方法改进

为解决水平井水平段最优长度设计问题,利用渗流力学理论,对油藏中流体在水平井内的流动进行合理的假设和简化;基于范子菲等人提出的模型,充分考虑了各种钻井费用以及石油价格对水平井水平段长度设计的影响,得到计算水平井水平段最优长度的新模型。同时,在范氏模型中引入产能计算误差的概念,通过实例计算,分析了水平段长度、井内流量、井筒粗糙程度、流体黏度、油藏渗透率、井筒直径对水平井产量及产能计算误差的影响。研究表明,对于确定的油藏,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是水平段长度、井筒粗糙度、井筒直径;对于特定的水平井,影响水平井产量及产能计算误差的主要因素是流体黏度、油藏渗透率和井内流量。

水平管油水两相流摩擦阻力特性实验研究

本文对水平管内油水液液两相流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究。水平管实验段由有机玻璃管制成,内径为40mm。根据油水两相流流型的不同,通过建立物理模型或对实验数据的整理得到了各种典型流型下的摩擦阻力压降计算式。揭示了摩擦阻力压降随混合物速度和体积含水率等的变化规律。

牛顿流体在连续管内流动的压降数值模拟

通过数值模拟的方法研究不同曲率下流体在连续管螺旋管段流动的压降,并与经验计算公式的计算数据进行对比。结果表明,连续管螺旋管段由于存在二次流动现象,导致摩阻损失变大,大于直管段的摩阻损失;连续管水力摩阻损失随曲率和流速的增大而增大;随着流速的增大,曲率对摩擦压降损失的影响越明显。最后指出,利用连续管进行酸化压裂作业时,排量大,井底压力高,在这种情况下就需要选用大功率高压泵,如果选用的泵功率不够,会影响作业效果。

内螺纹管高压汽水两相流摩擦阻力特性的研究

对内螺纹管两相流摩擦阻力在高压汽水试验台上进行了试验研究，试验用管为我国６００ＭＷ超临界变压运行直流锅炉所采用的Φ２８ｍｍ×５．４１ｍｍ的１２ＣｒＩＭｏＶ四头内螺纹管，试验压力为：１３～２２ＭＰａ，质量流达为：４００～１８００ｋｓ／ｍ２ｓ，蒸汽干度为：０～１．０．对试验结果进行了分析，给出了计算内螺纹管摩擦压降的关联式。

乏风瓦斯热逆流反应器的流动压力损失特性

分析了热逆流反应器压力损失的组成和机理,上下集气箱内和陶瓷床内部的摩擦阻力损失和陶瓷床进出口的局部损失,建立了各部分压力损失的相应公式并根据实验数据进行了计算.结果表明:陶瓷床进出口的局部流动损失远小于摩擦阻力损失,因此可以在损失分析时忽略以使问题简化;下集气箱中的摩擦阻力损失明显大于上集气箱和陶瓷床,并且对进口流速的增长最为敏感,在总损失中占据首位;给出了热逆流反应器的总压力损失计算公式,应用该式可对不同流量工况下的总损失进行计算.

连续油管螺旋段摩阻压耗数值模拟

根据流体力学理论,以连续性方程和N-S方程为控制方程,对连续油管螺旋段牛顿流体流动进行数值模拟,研究螺旋段的流动特性及其摩阻压耗的变化规律,在此基础上以迪恩数和曲率为自变量、考虑曲率和管路的几何尺寸对摩阻系数的影响,建立一套针对牛顿流体预测螺旋段摩阻系数的回归公式,并与精选的几个适用性较强的预测公式进行对比。结果表明:由于二次流的存在,螺旋段的流动压耗较一般直管段大,且不能忽略;回归公式在层流和紊流区预测结果与适用性较强的公式结果具有很好的一致性,验证了用数值模拟方法研究螺旋段的可行性。所提出的螺旋段摩阻压耗预测公式可为连续油管流体力学研究提供方法和理论上的支持。

热逆流反应器的流动均匀性实验研究

对热逆流反应器的陶瓷床内部流动均匀性进行了实验研究,建立了陶瓷床的流动阻力数学模型,并进行了流体力学机理分析。研究结果表明:陶瓷床整体速度分布不均匀,并且均匀性指数随着进口流速的提高而降低;上、下集气箱的压差为陶瓷床内的流动提供推动力,因此集气箱内的静压分布与陶瓷床内的流动均匀性紧密相关;随着进口流速的提高,动量交换作用和摩擦阻力损失对静压的影响加强,使陶瓷床内、外侧的压差进一步增大,从而使陶瓷床内的流动更不均匀。

高位垂直进气径向出流旋转盘腔风阻效应的实验

用实验的方法对高位垂直进气转静系旋转盘的风阻效应进行了研究,研究结果表明:转盘无量纲力矩系数随着旋转雷诺数的增加而减小;转盘无量纲力矩系数随着流量系数的增加而增加;且与冷却的具体结构有关;在高旋转雷诺数时,转盘无量纲力矩系数小于自由盘无量纲力矩系数;当流量为0时,无量纲力矩系数的数值全部小于自由盘之值。

细小圆管内液体流动特性实验研究

本文实验研究了去离子水在直径为1.0～2.0 mm的细小圆管中的流动阻力特性。通过比较相同直径、不同管长的压差,获得了摩擦因子及局部损失系数随Re数变化关系。本文实验条件下,对于不同直径的细小圆管,沿程压降及局部压降随流速变化趋势一致;随着管径减小,摩擦因子也减小,且在层流区和湍流区内均要比常规尺度条件下的小;对于不同直径的细小圆管,局部损失系数随Re数变化趋势基本一致,当Re数相同时,管径越小,对应的局部损失系数越大;对于直径为1.0～2.0 mm的细小圆管,临界雷诺数Re_c=2050～2300。

长输管道瞬变流摩阻的实用计算法

针对传统瞬变流摩阻计算精度低的问题,对其算法进行了改进。提出采用动态摩阻系(因)数来计算瞬态摩阻,并运用辛普生方法处理摩阻积分项,提高了计算精度。算例表明,将该方法应用于长距离管道水击分析,可以在保证与传统方法相同计算精度的前提下,能够显著地减小计算量,节省计算时间。

回热式低温制冷机用回热器结构研究综述

回热器是回热式低温制冷机中的关键部件,对制冷机性能有重要影响。文章阐述了回热式低温制冷机用回热器结构在近几年的研究进展,根据填料填充方式的不同,将回热器分为层叠金属丝网式、平行金属丝式、堆叠金属珠式、平行金属片式、随机丝式、金属丝网和金属珠混合填充式等六类,并总结对比了不同填充方式回热器的优缺点,提出采用回热器回热效率η、比表面积a、流动不均匀性指数Fm、流动阻力系数f、填料几何因数Γ、填料轴向导热指数Ck、长径比L/D等七个评价指标对回热器性能进行较为全面的评价,展望了回热器结构研究发展急需解决的难题及所面临的挑战。

渗流-水平井流耦合数学模型和数值模拟

在有侧向流入(流出)的水平井流运动和连续性方程的基础上,建立了渗流与水平井流耦合数学模型,主要针对混合水头损失问题,进行了渗流与水平井流耦合数值计算,分析了常用的摩擦系数修正方法对计算结果的影响。数值模拟计算表明:层流或者光滑紊流流态时,不同的摩擦系数修正方法对结果影响较小;粗糙紊流流态时,不同的摩擦系数修正方法对结果影响较大。当水平井流是层流-光滑紊流流态时,使用了一种新的流态分界点识别方法对水平井流态进行判断,计算结果证实了方法的可靠性、合理性。

不同截面微通道中流动阻力特性

实验研究了微通道内去离子水的流动阻力特性,微通道当量直径范围De=0.210～1.069mm,雷诺数范围Re=102～104,截面形状分为矩形、半圆形及三角形.通过测量微通道沿程压降及出、入口局部压降随流量变化关系,获得了沿程阻力系数及局部阻力系数.结果表明:当截面形状相同时,摩擦阻力系数随着当量直径的减小而降低;当量直径接近,截面形状不同时,其摩擦阻力系数也不相同;进、出口局部阻力系数变化趋势一致,且入口局部阻力系数要比出口的大;流型发生转变的临界雷诺数Rec=600～1 000.

三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论研究

三螺杆泵螺杆与衬套的间隙值是决定泵工作性能的重要因素,为了合理确定螺杆与衬套的间隙,以标准135型三螺杆泵为研究对象,分析了螺杆与衬套间隙内的流体状态,主要存在剪切流和一般库埃特流。根据平行平板缝隙流理论,建立回流介质经过一个完整密封腔所造成的包括泄漏损失和粘性摩擦损失的总功率损失为目标函数,通过求取最小值,得到特定工况下确定三螺杆泵螺杆与衬套最优间隙的理论公式。结果表明,最优间隙主要与工作压力、转速和介质粘度有关,研究结果将对三螺杆泵设计提供重要参考依据。

不同封头对板翅式换热器流场及阻力的研究

研究了3种封头结构在不同Re下对板翅式换热器出口通道物流分配和阻力损失的影响。结果表明,基本型封头造成板翅式换热器内部物流分配极不均匀,而孔板型封头结构能有效地降低不均匀参数和最大流速比,改善物流分配效果;孔板型封头结构增加了换热器的阻力损失和摩擦系数;错排孔板型封头在改善换热器物流分配的同时,也较好地抑制了阻力损失的增加,故其结构最为合理。

磁力泵冷却系统的数值模拟

介绍了磁力泵内外两种冷却方式,应用公式估算冷却流量,对内冷却系统中导流孔的尺寸进行设计计算.基于FLUENT数值模拟软件,采用SIMPLE算法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和能量方程,对磁力泵冷却循环回路进行流场模拟.结合传热学知识对模型的边界条件进行设置.重点分析了轴截面温度场云图、隔离套底面流体温度场云图和轴中心孔开倒角前后的局部速度矢量分布图,结果表明:隔离套底部介质粘性底层是造成易挥发冷却介质汽化的主要原因;通过增大冷却流量可以避免易挥发液体在隔离套底部发生汽蚀;通过增大轴中心孔直径可以降低冷却介质出口处流速.

灌溉技术的新进展——微灌

微灌技术的出现与应用,是灌溉技术的一个进步。它是现代各种灌溉方法中,水的利用率最高的一种灌溉技术。本文综合了微灌技术的发展和特点,微灌系统的组成,设备功能与结构,以及微灌的水力学问题,指出我国微灌技术的应用前景及有待解决的问题。