钻柱在钻井液和井壁摩阻共同作用下的涡动

把旋转钻柱简化为一内外有流体的柔性转子系统 ,分析了在内外钻井液流体作用下的钻柱涡动行为。研究表明 ,钻柱内钻井液将影响钻柱的受力状况及运动形式 ,钻柱外钻井液使钻柱承受一个与其旋转运动速度同向的侧向力 ,加大了钻柱涡动行为 ;钻柱与井壁接触摩擦 ,使钻柱在低速时也发生涡动。建立和求解了内外钻井液对钻柱动压力的数学模型 ,探讨和描述了内外钻井液作用下钻柱涡动过程的动力学机理和运行规律 ,得到了钻柱涡动失稳的临界条件。

“冰臼”与“壶穴”之争

对目前见诸报端的“冰臼”之说进行了讨论， 认为目前广东范围内所见之“冰臼”实际上是现代流水地貌之“壶穴”， 并指出， 以“冰臼”作轰动效应来吸引游客， 发展旅游业是不够严谨的。

烟气粉尘旋流分离性能的计算及其环保应用

阐述旋流除尘塔的作用机理.通过实验,求得塔内准自由涡区的速度分布.计算烟气旋转的圈数和分离粒子的最小直径及其处理的烟气量;讨论了影响分离性能的主要因素.最后给出立窑除尘及脱硫(硫化物或SO2)在环境治理工程的应用实例.

污水处理系统的紊流方程组及其应用

阐述污水处理系统的紊流模型方程组,包括雷诺方程和k-ε方程组;讨论了液体射流泵的非浮力射流的计算,并考虑浮力作用的旋动流体的数学方程。最后给出了旋流充气气浮的污水处理装置的应用实例。

给定转子动力学参数的离心泵内部流体力研究

通过数值模拟和试验,研究了涡动情况下偏心距和涡动频率比对离心泵内外特性的影响。在给定一系列转子动力学参数条件下,采用RNG k-ε湍流模型对包含前后泵腔在内的全流场进行数值模拟,分析了偏心距对离心泵外特性的影响和涡动频率比对离心泵内部流场的影响,研究了离心泵内部流体力的分布情况以及偏心距和涡动频率比对离心泵内部流体力的影响。研究结果表明:随着偏心距的增大,泵高效区范围变窄;流体力的法向分力Fn、切向分力Ft均与涡动频率比ω/Ω近似呈二次函数关系,这种二次函数关系与偏心距大小相关;叶轮受到的流体力主要来源于叶轮内部流体,且叶轮内部流体周向压力分布不均。对于离心泵来说,当ω/Ω>0时,叶轮内的旋涡较少,水力损失较小,对涡动效果有抑制作用;当ω/Ω<0时,叶轮内旋涡较多,水力损失较大,对涡动效果有促进作用。

气-液(固)旋流器流场的测定和分离粒径的计算

本文研究液-气(固)旋流器流场的测定,用有机玻璃的模型描绘旋流流体的流线和流动现象。根据一系列实验数据,求得准自由涡区的速度函数,近似的表示旋流分离器的压力分布。计算分布粒子的直径,并讨论了分离效率问题。

单侧有限宽度开缝竖通道内的旋转热流体特性

为了掌握竖直通道内的旋转火焰特性及其与通道壁面开口条件的关系,在9 m高的竖通道内通过实验确定了可形成旋转火焰的侧开缝宽度范围,并对通道4 m高度以上的侧开缝宽度限制时的旋转热流场进行了数值模拟。研究发现,限制上部侧开缝宽度后会使通道下部的气体流速和火焰附近的旋转速度加大,从而使旋转力对流场的作用较浮力增大,并使流场旋转中心偏移;与上部开缝宽度未受限时相比,开缝受限使其中性面的高度降低,整个中性面的倾角减少至几乎为零,而且在开缝的靠近前端壁面一侧处,流进通道的气体流速由侧开缝未受限时的随着开口宽度的增加而降低变为随着开缝宽度的增加而增加。

涡动钻柱内赫巴流体的流动特性研究

为了揭示钻井液在钻柱内的流动特性,采用数值模拟方法建立了涡动钻柱内赫巴流体的流动模型,结合流体力学相关理论,对比分析了速度剖面与表观黏度剖面,研究了钻柱自转速度、公转速度、轴向流速及流体密度等参数的变化对钻柱内流场的影响,得到了各参数对涡动钻柱内摩阻压耗的影响规律。研究表明,公转速度正向增大或反向减小时摩阻压耗都有减小的趋势,自转速度增大时摩阻压耗有增大的趋势。由此可见,考虑钻柱涡动的摩阻压耗变化规律,可使涡动钻柱内钻井液的描述更接近于实际钻井工况,有助于钻井液循环系统的优化。

深孔加工切削液造成BTA钻杆涡动分析

利用BTA钻杆内切削液的Reynolds方程,得出钻杆所受流体力与钻杆转速、涡动和挤压效应之间的关系。分析深孔加工钻杆产生涡动的原理,指出促进钻杆正进动的流体分力是钻杆发生涡动的根本原因。模拟并分析了在不同时刻钻杆圆涡动形态,指出在只受到流体力时,钻杆可以稳定地运动。研究钻杆的反进动,揭示挤压油膜阻尼器的工作原理。利用MATLAB软件模拟分析添加挤压油膜阻尼器前、后钻杆的运动情况,证明挤压油膜阻尼器可以显著减小钻杆涡动。

双侧对开缝竖直通道内热驱动流的运动特性

为掌握有双侧对开缝的竖直通道内热流场的特性,在一32,cm(长)×32,cm(宽)×200,cm(高)的竖直通道内进行了热流体运动实验,研究了在0～7,cm对开缝宽度条件下,通道内3种不同大小火源所产生的热流场.实验结果表明,由开缝引射空气进入通道主要发生在开缝下部;通道双侧对开缝宽度为1,cm和3,cm时通道内可形成旋转火焰,火源的热释放率较大时,更容易形成强烈的旋转火焰,此时火焰的高度增加,通道中心轴线上的温度较高并呈分层状态;通道双侧对开缝宽度达到7,cm时,通道内火焰会在空气来流的作用下发生不规则摇摆,也在一定程度上加快了燃烧速度,但此时通道内的流场相对较混乱,温度也较低;在竖直通道外自由燃烧和通道两侧开缝宽度小于或等于1,cm时,关于火焰高度的无量纲关系式的修正系数近似为0.9,而通道两侧开缝宽度在3～7,cm之间时,修正系数近似为0.571.

轴承阻尼系数对汽轮机转子临界转速的影响分析

应用有限元法对四油楔油膜支撑的工业汽轮机转子进行建模和临界转速的计算,在考虑轴承刚度系数和阻尼系数的Campbell图中,除了正向涡动频率和反向涡动频率外,会出现额外的低频涡动频率,分析表明:轴承阻尼系数是产生该现象的主要原因,当阻尼系数不考虑或阻尼系数值降低到0.5×106以下时,低频涡动频率消失;另外不考虑轴承油膜阻尼系数会降低转子系统临界转速。

起旋器产生的涡量场的环量分布特性

在起旋器速度场研究的基础上,论述了平面涡流和柱面涡流的环量分布特性和影响因素,分析了环量分布和涡量分布的关系,得出结论:涡强在靠近管轴线的中心区域变化缓慢,在靠近圆管边壁环量急剧变化;其柱面环量随着离导流叶片距离的变化而变化;导叶片结构参数和布置对涡旋的变化起着主要的作用。研究成果可作为起旋器的设计、旋流输送的研究和计算的参考。

汽轮机转子涡动汽流激振力分析与CFD数值模拟

汽轮机转子涡动时轴心偏离静子中心产生轴系失稳的Thomas/Alford汽流激振力,传统的叶顶间隙激振力公式对此不能全面准确评估。该文综合考虑转子涡动以及围带汽封二次流,在动叶通道,根据蒸汽做功分析涡动效应激振力;在叶顶围带汽封,用CFD数值模拟泄漏蒸汽三维粘性流场,确定蒸汽激振力。研究结果表明小的静偏心和动偏心条件下,转子涡动动偏心在动叶通道诱发的激振力要大于静偏心激振力;围带汽封汽流预旋速度对间隙激振力有重要影响;调门不对称进汽也是蒸汽激振力的另一个重要来源。

空气钻井斜直井眼中钻柱的动力学特性及失效机理

钻柱涡动是钻柱失效的主要原因之一。应用有限元方法,仿真了空气钻井时斜直井眼中带牙轮钻头钻柱的动力学特性,比较了空气钻井和钻井液钻井条件下钻柱的涡动、变形以及动态应力状况,探讨了空气钻井钻柱失效的动力学机理。结果表明,钻柱在不同时刻的动态应力与静力学条件下计算的结果有宏观上的一致性,空气钻井时钻柱的应力波动较钻井液钻井的要大,钻柱涡动更加频繁。

“冰臼”与“壶穴”的鉴别

对同一地貌现象的成因争论,各执一词,本文试以“冰臼”、“壶穴”之间成因上的不同,从成生条件、过程乃至痕迹讨论它们的区别,并加予鉴别。

对电磁感应即热式热水器的研究

本文提出了设计一种应用电磁感应加热、高效率、水电完全隔离、安全的即热式电热水器的主要构思,并说明了该热水器中功率及驱动电路、检测与功率调节电路及保护电路的主要设计思想和部分有关问题的解决方法。

流动阻力及能量损失对注射成型制件的影响

本文分析了在塑料熔体充满型腔的过程中,流动阻力及能量损失产生的形式和物理原因。进而讨论了对塑料制件成型及凝固过程中的影响,并提出降低影响的措施。

旋转钻柱涡动规律的理论分析

本文对钻柱在井中的运动规律进行了较详细地分析,不仅再次说明了钻柱在本身自转的同时还进行着公转,而且指出了钻柱先是在做正向涡动,然后才可能发展到反向进动。文中给出了钻柱从自转开始直到与井壁发生碰摩或涡动的具体变化过程和条件,并对其力学机理给予了合理地解释。

动载荷作用下的轴颈涡动与滑动轴承瞬态油膜力耦合机制研究

滑动轴承瞬态油膜力既是转子-轴承系统阻尼的主要来源,也是导致机组稳定性下降的重要原因。针对大扰动下的动网格更新问题,采用一种适用于固定瓦轴承的新型结构化动网格技术,建立了动载荷作用下滑动轴承非线性瞬态油膜力的CFD模型,该模型中采用“全空化模型”描述润滑介质的空化。针对圆柱形轴承和多油楔滑动轴承分析了轴颈涡动与瞬态油膜力之间的相互作用机制。结果表明:非线性油膜力支撑下,计算得到静平衡位置结果与试验结果的偏差小于2.5%,说明了该模型可以较为准确的描述转子-滑动轴承系统;非线性油膜力支撑下,动载荷对于转子稳定性有明显影响,当动载荷较小时,在轴颈涡动过程中油槽会严重削弱径向、切向油膜力;随着动载荷的增加,油槽的作用减小,径向、切向油膜力逐渐增加,进而抑制半速涡动;对于多油楔滑动轴承,油槽的影响相对较小,故而油膜力可以提供足够的刚度和阻尼,以保持较高的稳定性。

油膜轴承负荷对船舶推进轴系回旋振动的影响

针对船舶推进轴系中常用的油膜轴承,基于雷诺方程推导了轴承负荷对油膜流体形变的影响关系,建立了油膜轴承的动力学特性数学模型,应用有限元方法,建立相应的轴系回旋振动模型.以某实船数据为对象,根据不同的轴承负荷进行了仿真计算与模态分析.计算结果表明,轴承负荷的大小与其作用的轴承位置对轴系回旋振动固有频率有一定影响.