断阶构型对超高速气动增升船减阻效果的影响

为充分了解超高速气动增升船的断阶构型参数对其减阻作用的影响,基于计算流体动力学(CFD)软件分析不同断阶纵向位置和断阶高度下的船体阻力、纵倾和升沉。计算结果表明:在一定范围内将断阶后置,可减小船舶的航行阻力,但船体纵倾会增大;断阶高度对船体运动阻力的影响,在低速段与高速段表现出截然相反的相关性关系,系列阻力曲线约在船宽弗汝德数Fr_(B)=4.0的航速下交会,在此之后,阻力随着断阶高度的增大而迅速减小,而低速阻力随断阶高度的增大而增大。

天然气管输减阻剂减阻效果现场评价方法研究

减阻剂的合理使用可有效降低天然气长输过程中的能耗并提高管道的输气能力,天然气减阻剂减阻效果的科学评价是指导减阻剂在现场合理应用的关键所在。目前国内外现有的减阻效果评价方法在管输现场的使用中有一定的局限性,不能较好地满足现场需要。结合减阻剂减阻机理及管输现场对评价方法的要求,对国内外已用到的3种评价方法进行分析与完善,并提出两种新的评价方法。运用模糊综合评价法对5种评价方法进行优选,得出采用输气效率系数与流量反演求水力摩阻系数联合评价法是评价管输现场减阻剂减阻效果较为合理的方法。根据该评价方法,研发了一套天然气管输减阻剂减阻效果评价软件。在某输气管线的应用中,软件评价分析结果符合现场实际情况,且同时满足了管输技术工程人员和生产管理者的需求。软件操作简单,使用方便,得到了现场工作人员的好评。

厢式货车尾部非光滑表面导流板减阻效果研究

研究了矩形、梯形和新型导流板以及非光滑表面对减小厢式货车气动阻力的影响。以标准货车GTS模型为对象,首先研究了导流板结构参数和安装角度对气动阻力的影响;然后分析了不同非光滑表面对流动的影响;最后通过对比几种方案的流场、尾涡和气动阻力等,分析了导流板和非光滑表面的减阻机理。结果表明,导流板可有效减小尾涡强度,降低气动阻力,带有半圆形沟槽的新型导流板的减阻效果最好,最大减阻率可达8.5%。

矩形顶管隧道施工中触变泥浆套形成规律及减阻效果试验

为研究在矩形顶管施工中砂质土和黏性土两种地层条件下泥浆的扩散半径、减阻效果,通过自行设计的试验台架,设定不同的覆土压力及浆土混合比例,进行了模拟试验。结果表明,砂土地层泥浆灌注起始压力约为4/5覆土压力,且注浆压力与扩散半径均呈线性增长;黏性土地层中注浆起始压力约为2倍覆土压力,浆液的扩散形式为劈裂渗透,渗透扩散不均匀,泥浆套成形质量较差;纯触变泥浆形成的泥浆套最大摩阻系数为0.011 8,对应的摩擦角为0.68°,随着黏土含量增大,泥浆减阻效果降低;现场实测最大顶推力比理论最大顶推力约减少60%,应用效果良好。研究成果能够有效解决矩形顶管隧道施工阻力大、小间距隧道顶进施工对既有管节的影响大等问题,具有推广应用价值。

小型渔船球鼻艏减阻效果探讨

对山东省海洋水产研究所设计的９４ｋＷ玻璃钢拖网渔船进行了船模阻力实验，并对首部设有球鼻艏和不设球鼻艏时的船舶阻力进行了比较。实验结果表明，在满载状态与设计航速附近，有球鼻艏时的阻力要比无球鼻艏时有明显的优势。

底排燃气二次扩张减阻效果的建模分析与试验研究

提出了底排燃气压力不随外部压力变化 ,既可改善底排弹射击精度又可提高减阻效果的二次扩张原理 ,建立了底排燃气二次扩张压力的计算模型 ,并通过采用二次扩张原理的新型底排装置与传统底排装置的对比试验 。

小孔间距布局对厢体气膜减阻效果的影响

为研究小孔间距布局对厢体气膜减阻效果的影响,通过优化厢体模型结构设计一种被动式气膜发生器,在渗流小孔直径1 mm、小孔与厢体表面倾斜度90°不变的情况下,通过模拟风洞实验测试厢体表面有渗流和无渗流喷出时小孔纵向间距为1.1~3 mm和小孔横向间距为1.1~5 mm的厢体模型所受到的总阻力。结果表明:小孔纵向间距的变化对厢体表面气膜减阻效果的影响很小;随着小孔横向间距的增加,厢体表面气膜减阻效果先增大后减小,且在小孔横向间距1.1~3 mm范围内减阻效果最佳;在主流速度和渗流速度比值相等的情况下,气膜减阻效果随着主流速度和渗流速度的增大而减小。

试验数据相似性修正减阻效果预测模型

为评价输油管道加剂运行状态,建立减阻效果预测模型。针对已有模型无法实现不同工况下减阻效果的类比预测,在应用中需提前求解模型待定系数,所求参数不具备横向扩展应用性等问题,在相关模型基础上,通过分析处理现场加剂试验数据对其进行相似性修正,引入管径、油品黏度修正系数,简化减阻效果预测复杂度,扩大预测模型适用范围;在考虑了减阻剂剪切稀释性问题后,根据管道实际加剂情况,量化求解降解率系数,提高模型预测精度;基于现场试验数据进行回归验证,求得模型待定系数值;最后得到适用于原油和成品油管道的通用减阻效果预测模型,并结合现场试验数据进行误差分析,检测预测模型精度。结果表明,经试验数据相似性修正得到的减阻效果预测模型,与经验公式的预测效果相比,预测精度有所提升,优于原有模型,可用于指导减阻剂在现场的应用,改善模型参数无法横向扩展应用的问题,实现减阻效果类比预测功能。

长输管道汽柴油工况下加注减阻剂减阻效果对比分析

针对减阻剂在汽、柴油工况下减阻效果相差较大的情况,本文以长输管道高明—三水段为研究对象,探讨及研究同一管段、相同流量、相同减阻剂加注浓度、不同输送介质(汽油、柴油)的条件下减阻效果对比分析。

柔性表面微结构减阻效果研究

随着减阻研究的深入,人们将越来越多的注意力放到了仿生减阻上。通过观察一些水生生物,科学家们发现了垂向水流方向的沟槽结构具有一定的减阻效果,一些研究者也通过模拟这些水生生物的表皮做了一系列的研究,但是这些微织构在哪个尺度具有最好的减阻性能、微型沟槽的高宽比对减阻效果的影响还没有确切研究,同时目前的研究都以刚性结构为基础,忽略了微织构材料对减阻效果的影响。为解决以上问题,本文利用有限元软件,对不同尺度、不同高宽比的沟槽以及柔性沟槽的减阻效果进行研究。通过研究发现,微型沟槽在5微米尺度的减阻效果最佳,可以达到15%;沟槽的高宽比在大于1.2时减阻效果最佳,可以达到15%左右;柔性沟槽在低速流中的减阻效果比较明显,其中在1 m/s的流速下可以达到12.38%。

黄原胶水溶液湍流减阻效果试验研究

黄原胶属于水溶性高分子聚合物,常用作增稠剂,具有易溶于水、成本低、易获取的特点。试验运用沿程水头损失实验仪,通过对压差的控制(100~500cm),使水流进入湍流状态,针对不同浓度黄原胶水溶液减阻效果进行实验分析,监测不同浓度黄原胶水溶液在湍流状态下的流量和水温。结果表明,黄原胶水溶液具有减阻功能,减阻效果较好浓度区间为0.02%~0.03%,当水溶液浓度为0.025%时,减阻率δ和增输率κ均为最大值,流速、雷诺数也到达最大值。

水力减阻效果试验研究

本文主要通过模型试验的方法研究辅助水力减阻系统的水力减阻效果,为风电安装船拔桩移船时支腿抗拔力水力减阻系统设计提供参考。

车身单一非光滑表面与双表面耦合的减阻效果

将凹坑型非光滑表面分别布置在汽车工业研究协会(MIRA)给出的直背式模型的顶部和尾部,研究顶部非光滑和尾部非光滑单独作用时的减阻效果,并通过耦合的方法,研究顶部和尾部共同作用时的减阻效果.通过CFD数值计算方法,得出模型的尾流、压力、剪应力以及湍动能等参数,对比模型在不同形式下的减阻效果,并分析减阻原因.研究结果表明:凹坑型非光滑表面能减小模型尾部负压,从而减小压差阻力,并降低湍动能,减小能量耗散;顶部和尾部非光滑的耦合作用略强于单独作用,但小于两者之和.

柔性管的紊流区域减阻效果的实验确认研究

通过实验确认了柔性管的减阻效果,在雷诺数Re=22000,管外压力为大气压的条件下,壁厚为2、3及4mm柔性管的减阻率依次约为8.5%、6%、9.5%。这一结果将会为开发具有减阻效果的流体运输技术提供一种可能。

有机分子膜增注剂减阻增注效果评价

针对低渗透砂岩油藏注水压力高、注水困难的问题,研制出有机分子膜减阻增注剂。通过岩心驱替实验和连续冲刷实验对3种有机分子膜增注剂BFS,BNFS和TD12的减阻效果和耐冲刷能力进行评价。结果表明,经分子膜增注剂溶液处理后,岩心的水相渗透率均有不同程度的提高;分子膜增注剂结构不同,减阻效果不同。累计注入260 PV以上,3块岩心的水相渗透率变化幅度均不大,说明岩心微通道壁面吸附了分子膜增注剂后具有很好的耐冲刷能力。

雾化加注天然气减阻剂减阻效果的数值评价

为了优化天然气减阻剂加注工艺,若因试验条件所限,无法通过室内环道对模拟管段的工艺流程进行试验验证,则可以利用软件模拟方法对减阻剂的减阻效果进行评价,同时分析减阻剂减阻效果对各影响参数的敏感性。模拟结果表明:减阻剂雾滴沉积浓度对喷雾压差的变化最为敏感;喷射角度和管径对沉积浓度的影响具有一定的相关性,当喷射角度较大时,沉积浓度对管径的变化更为敏感,而当管径较大时,沉积浓度对喷射角度的变化也更为敏感。模拟结果可为天然气减阻剂的工程实际应用提供一定的理论指导。

不同间隔脊状表面的减阻数值仿真研究

对具有不同间隔的脊状表面在多个速度下进行了数值仿真计算,初步发现了间隔对于脊状表面减阻效果的影响规律。针对脊状表面流场的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网格及流动参数进行了合理的处理。仿真结果表明:有间隔的脊状表面减阻效果优于无间隔的脊状表面;间隔大小与脊状结构尺寸相当时,减阻效果最佳;脊状表面的间隔能够影响减阻效果的原因在于它能够抑制压差阻力的产生。

湿式石灰石烟气脱硫循环系统减阻剂配方研究

高聚物聚氧化乙烯(polyethyleneoxide,PEO)、聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)能够减少管道中流体阻力。目前,电厂脱硫主要以湿式石灰石石膏法为主,脱硫系统中循环泵传输浆液产生巨大的阻力耗能。因此,文中针对电厂脱硫系统进行减阻实验研究。模拟实际环境中的生产情况,在湿式石灰石脱硫浆液中,添加不同浓度的减阻剂,研究浆液流体特性以及高聚物的减阻性能。基于影响高聚物PEO、PAM减阻效果的因素实验分析,探索最佳的减阻剂配方。研究表明,高聚物PEO、PAM均存在自最佳减阻浓度;减阻剂配方由PEO、PAM、硫脲3种组分按质量浓度配比3:1:2组成,600 mg/L减阻剂的减阻效果最佳,最佳减阻率在40%左右。

顶管隧道工程触变泥浆性能试验及减阻技术研究

文章依托郑州市红专路下穿中州大道顶管隧道工程,通过室内泥浆性能试验,研究了膨润土、CMC、纯碱和PHP四种材料含量的改变对触变泥浆性能的影响规律,并由此确定了触变泥浆的配合比。然后,结合现场施工情况,研究了触变泥浆制备、注浆设备选型、注浆参数设计、梅花形注浆孔位布置、同步注浆和二次注浆施工以及管节表面涂蜡等减阻技术。最后,通过土压力理论计算和现场实测得出结论:采取减阻技术措施后,机动车大断面隧道的最大顶推力和平均摩阻系数分别减小了56.3%和62.3%;非机动车隧道的最大顶推力和平均摩阻系数分别减小了56.7%和60.9%,减阻技术应用效果良好。

不同宽高比的V型随行波表面减阻仿真研究

为获得内壁具有不同宽高比的V型随行波的管道模型的微观流场及减阻规律,使用计算机软件对各模型进行了不同速度下的一系列数值仿真计算。在建模过程中为减小计算量,采用了二维管道剖面代替三维管道模型的方法,并选用了更适于旋转流和近壁湍流的湍流RNGK-ε模型进行计算。仿真结果表明:在流动中,管道内壁随行波产生有利于壁面减阻的旋涡,且旋涡疏密与随行波的宽高比有关。相同高度条件下,减阻效果会随着随行波宽高比的变大而增强。结果为减阻技术的工程化应用提供了重要依据。