介质黏度对PCC分散体系流变行为的影响

在AR2000ex型流变仪上对沉淀碳酸钙(Precipitated calcium carbonate,PCC)在PEG(聚乙二醇)悬浮体系进行稳态剪切流变实验。通过2种方法来改变分散体系黏度:1)以PEG200(相对分子质量为200)为连续相,分散体系以10℃为间隔从10℃上升至50℃;2)在30℃用相同的聚合物3种不同相对分子质量的PEG(PEG200、PEG400和PEG600)。结果表明随着温度升高,PCC/PEG200分散体系的临界剪切速率越来越大。在剪切增稠区内流动指数N随温度升高而降低,稠度系数K随着温度升高而升高。临界剪切速率以及临界剪切黏度与温度严格满足Arrhenius关系:η=A exp[Ea/(RT)]。研究发现随温度的变化临界剪切应力不变。随着PEG的相对分子质量增加,分散体系的黏度增加,临界剪切增稠速率减小。PCC粉末的分形结构以及聚集体的形貌使得体系的相对黏度远大于硬球体系的相对黏度。

波纹管对高黏度介质的强化传热研究

通过数值模拟和实验研究考察了一种黏度较高的油类介质在波纹管内的流动和传热特性。研究发现，在本文条件下，波纹管内流动从层流发展到湍流的临界雷诺数远小于传统光滑圆管内的临界雷诺数。约在800～1000左右；波纹管在低雷诺数条件下对较高黏度的介质具有更好的强化传热效果，最大传热强化比达到6倍左右；本文拟合出的波纹管内高黏度介质强制对流时的传热准则关联式，考虑了波纹管管型及不同温度下介质物性参数的影响，经验证具有较好的精度，这为波纹管换热器的进一步工程设计和应用提供了一定的理论依据。

固体颗粒对低黏度介质润滑特性的影响

基于水-固两相单流体模型,研究润滑过程中的固体颗粒对低黏度润滑介质的影响。以无限宽楔形滑块为计算模型,推导出特定假设条件下考虑惯性力和界面滑移的低黏度介质润滑的雷诺方程,并通过不同条件下雷诺方程的求解,探讨固体颗粒含量对低黏度介质润滑特性的影响。结果表明:在对低黏度介质润滑特性进行研究时,需考虑其惯性力和界面滑移影响;固体颗粒的存在一定程度上增大润滑膜的压力和承载能力,颗粒含量越大,承载能力越大,但颗粒含量对润滑膜整体的压力分布状态几乎不会产生影响;惯性力增大固体颗粒对润滑介质的影响程度,而界面滑移减小固体颗粒对润滑介质承载能力的影响,发生滑移时,颗粒基本不影响润滑膜的承载能力。

基于高黏度介质的单螺杆泵试制研究与应用

单螺杆泵在抽取高黏度介质方面有独到的效果,通过产品的设计试验,总结出用聚四氟乙烯作定子材料的经验,并展望了今后产品的研究方向,该研究对桶装物料的输送有良好的推广价值。

电潜离心泵内流场及外特性的数值模拟分析

针对目前油田使用的两种不同叶导轮结构的电潜离心泵,包括传统径向流泵和聚驱用混向流泵,采用计算流体动力学(CFD)研究方法,建立电泵内流场的数值仿真,在流量80~200m^(3)/d范围内,研究泵输送不同运动黏度为1~40mm^(2)/s介质时特性差异。在介质黏度为1和40mm^(2)/s,流量为80~180m^(3)/d工况下,使用FLUENT软件选用标准k-ε湍流模型和SIMPLE算法进行求解,分析两种泵在不同工况下的内部流场变化规律,通过流场分析探究叶轮结构对泵外特性的影响机制。仿真得到泵的扬程、效率曲线,发现泵性能出现变化的工况点与叶轮内流场分析结果相对应,并根据泵叶轮的内流场分布和泵的性能曲线分析两种泵所适用的工况。结果表明,径向流泵适用于大流量和高黏度工况,混向流泵适用于较低流量和中低黏度工况,为不同工况下泵的选择及泵的优化提供理论依据。

航天器用超低黏度齿轮泵关键参数研究

为提高航天器用超低黏度齿轮泵的容积率和减轻泵的质量,基于泵周向和径向的两类主要泄漏,给出容积率的计算公式;以泵体积最小和容积率最大构建出双目标优化模型;针对只考虑内泄漏最小、综合考虑体积和内泄漏最小、只考虑泵体积最小的3种优化方案,分别进行优化计算并对相关参数的影响进行分析。结果表明,为适应介质的超低黏度,泵齿轮副的齿顶圆直径以及齿顶厚度应尽可能大,轴孔直径尽可能小;轴向间隙对泵容积率影响极大,为控制内泄漏之关键;过渡区采用无减少径向力措施的全齿密封,为提高容积率之最佳选择;较大的进油口和较小的出油口直径,利于提高泵容积率及避免因自吸力不足而造成泵的气穴现象。

介质特性对超声波钝化芒果多酚氧化酶和过氧化物酶的影响

基于超声波对芒果汁中多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)钝化效果显著低于对芒果粗酶液钝化效果的现象,通过调整粗酶液中糖分、蛋白质含量、介质黏度和pH值,探讨影响超声波钝酶效果的可能因素。采用的超声波处理条件为45℃,799.31 W/cm2,15 min。结果表明,超声波对糖度为5.0~20 Brix的粗酶液中PPO和POD钝化率比糖度为4.4 Brix的粗酶液分别降低了20.67%~29.36%和40.34%~46.22%(P<0.05);超声波对蛋白质添加量为0.5%~2.5%粗酶液中PPO和POD的钝化率比未添加组分别降低了24.55%~30.9%和42.36%~47.19%(P<0.05)。采用添加不同增稠剂来调整粗酶液的黏度,结果发现超声波对黏度为17.6~27.1 mPa·s的粗酶液中PPO和POD的钝化率比未调整组(黏度15.2 mPa·s)分别降低了27%和30%(P<0.05),而不同增稠剂对超声波钝酶效果的影响差异不显著(P>0.05)。通过添加柠檬酸来调整粗酶液的pH,发现超声波对pH 4.0和pH 5.0的粗酶液中PPO和POD的钝化率比未调整组(pH 5.2)降低了22.73%~27.19%和34.58%~41.32%(P<0.05)。上述结果表明食品组分、pH和介质黏度显著影响超声波的钝酶效果。

粘性介质下离心泵作透平性能换算研究

为了研究各低比转速离心泵反转作透平在不同黏度介质下与泵工况下运行的换算关系,该文选取不同的5台低比转速离心泵反转作透平为研究对象,在所选的不同黏度介质下进行数值模拟,得到这几种黏度介质中透平最优工况时与泵在清水中运行的最优工况时效率、流量、扬程和功率换算系数。参照流体力学中雷诺数的定义,在这里定义一个泵的叶轮雷诺数,其公式中的速度和长度则分别变为泵叶轮出口圆周速度和出口直径,从而得到随叶轮雷诺数的改变换算系数的变化规律,以及以叶轮雷诺数、泵比转速的自变量的换算系数的表达式。研究发现:随着叶轮雷诺数的增大效率换算系数逐渐增大;但是功率换算系数呈现先减小后增大的趋势随叶轮雷诺数的增大;同时流量、扬程换算系数伴随着雷诺数的增大均出现减少;所得换算关系式可比较准确地得到某一黏度下、任一低比转速泵作透平的性能换算系数,从而预测泵作透平时的性能参数。

高黏度液冷装置控制系统的设计

针对高温高压流变仪高温容器的特点,对已有液冷装置做了控制系统需求分析,研发了高黏度液冷装置控制系统,通过测量液冷装置的关键点温度来实现对蒸发器过热度与冷却液供液温度和回液温度的有效控制;为使液冷装置的蒸汽压缩式制冷循环工作在合理工况,采用增量式PID方式控制过热度;为使高温容器正常冷却,通过控制齿轮泵频率与压缩机频率对进液温度与回液温度进行有效控制,采用了双输入双输出模糊控制方式。运行结果表明:该控制系统解决了普通冷却装置造成流变仪高温容器冷却不稳、外围过热问题,并可用于其他采用高黏度液体冷却需求的工况。

航天超低黏度齿轮微泵的困油性能与卸荷措施

为充分缓解航天微泵的困油现象以实现高质量的运行性能。在其介质超低黏度、易汽化物性特点的基础上,依序从困油过程、困油模型两个方面,逐步建立困油压力的求解公式,并就普通和新增强的两种矩形槽进行困油压力的实例仿真运算。结果表明:航天微泵的轴向缝隙在困油卸荷中占据主导地位,在最小困油位置附近尤其如此,这与常规油泵以槽卸荷为主不同;轴向缝隙较卸荷槽更能提升困油性能,所提出的轴向阶梯式缝隙技术既能满足困油卸荷用大缝隙和密封用小缝隙的不同需求;新的根增强圆槽就卸荷面积的改善非常明显,且加工简单;轴向大缝隙和增强槽的组合卸荷,能满足航天微泵的高困油性能要求。研究结果可为高质量齿轮微泵的进一步研究与开发提供一定的理论依据。

航天超低黏度齿轮微泵困油下的流量脉动研究

为实现航天超低黏度齿轮微泵困油下无级调速的高使役性能,依序从齿轮微泵的困油啮合过程、瞬时流量及卸荷流量的3个方面,逐步建立出对应的流量均值和脉动系数式,并就困油压力和齿形参数对流量均值和脉动系数的影响,进行实例分析。结果表明:双卸荷槽对称布置下,单纯通过增加卸荷面积来缓解困油压力,对流量脉动的品质几乎无影响;轴向缝隙是影响困油压力和流量脉动的最大因素;轴向的阶梯缝隙能满足困油卸荷与降低轴向泄漏的不同需求。齿形参数的影响各异,尤其小模数与大齿数的组合能实现均值提高与脉动改善的双重目的。研究成果为高品质齿轮微泵的进一步研究与开发,提供一定的理论依据。

小流量辐射进料泵的设计选型和应用总结

与常规延迟焦化不同,新型延迟焦化技术中辐射进料泵的设计需满足小流量、高温中压、低黏度以及变压力等操作条件。设计选型过程经历了从两种不同类型离心泵到两种不同类型容积泵,再到小流量多级离心泵出口调节阀控制方案(阀控方案)的过渡。进行了不同类型泵设计选型的有益探索尝试,最后确定选用BB5型小流量多级离心泵配套出口调节阀分流分压控制方案。经三年多工业化应用,辐射进料泵运行平稳,满足操作条件,各项性能指标达到设计要求。此外,提出了采用离心泵变频调速的替代方案,并与阀控方案的经济性进行了对比。与阀控方案相比,预估采用变频调速方案可节约一次性投资15万元~18万元,节约操作费用6万元/a。

全金属螺杆泵漏失规律及配合间隙优化研究

全金属螺杆泵定转子采用间隙密封螺旋举升,在多种因素影响条件下,存在间隙漏失规律认识不清、定转子配合间隙优化方法不完善等问题。为此,通过建立2∶3头螺杆泵实体模型,根据螺杆泵内压力分布规律,综合考虑温度、压力、介质黏度和转速等参数影响,采用有限元模拟仿真方法,分析了全金属螺杆泵定转子漏失及接触磨损规律。以高泵效、低接触压力为目标,优化了全金属螺杆泵定转子配合间隙:介质黏度≤0. 05 Pa·s时,间隙取0. 15～0. 30 mm;介质黏度>0. 05 Pa·s时,间隙取0. 20～0. 40 mm。5口井的现场应用结果表明:所实施井泵效平均提高15. 1%,单井日增油3. 13 t,平均生产周期433 d,最长生产周期达到542 d且继续有效。研究成果满足全金属螺杆泵现场应用需求,对其优化设计及性能的高效发挥意义重大。

油井躺井治理措施与螺杆泵选型方法

河南油田某油区现已进入特高含水开发后期,油井躺井频繁。针对抽油井的杆断问题,对活塞凡尔的结构进行适当的改进,将原来的球面密封面改为锥形面密封。将改进后的抽油泵活塞上游动凡尔结构,在Ф44 mm的泵上全面推广,能够有效地解决该类泵凡尔罩断脱的问题。根据泵送介质在工作温度下的黏度确定转速,以保证泵的必需汽蚀余量能满足实际吸入条件。介质黏度对双螺杆泵性能影响较大,泵的名义排量是指在特定黏度条件下的排量,为保证泵能在较高效率下工作,选用单、双螺杆泵作为外输泵时,建议按黏度条件选择转速,并慎重校核泵的汽蚀余量。

轴向柱塞泵液-磁复合支撑的应用前景及技术展望

首先叙述了轴向柱塞泵的发展背景和研究意义,指出了摩擦副是制约轴向柱塞泵发展的关键因素。概述了国内外关于轴向柱塞泵摩擦副的研究现状,总结了目前轴向柱塞泵摩擦副研究存在的问题。介绍了液-磁复合支撑(HMCS)的技术背景、原理、发展概况以及在轴向柱塞泵中的应用前景,说明了该技术在柱塞泵中的成功应用能够解决传统柱塞泵技术中难以克服的问题。最后对实现轴向柱塞泵液-磁复合支撑所需解决的关键技术和研究难点进行了展望,总结了有助于攻克关键技术的相关研究成果。液-磁复合支撑对于轴向柱塞泵的高可靠性和低黏度介质的适用性拓展具有非常重要的理论研究意义和实际应用价值。

微型动静压轴承FLUENT仿真研究

采用动静压轴承的工作特点,分析和建立了微型动静压轴承工作时油膜数学模型。通过计算流体力学软件Fluent对螺旋油腔在低黏度介质中的仿真研究,得到出口截面的温度数据,并且分析了该轴承在静态和动态时的温度场和压力场分布情况。

核电站铂热电阻测量性能影响因素分析

以核电站反应堆冷却剂系统中使用的多种铂热电阻为实验对象,通过一系列有针对性的测量实验,分析了铂电阻纯度、被测介质运功黏度和铂热电阻套管,对铂热电阻响应时间及精度等测量性能的影响。