可调向心涡轮非轴对称流动调控方法试验

蜗壳固有的非轴对称结构使蜗壳出口流动周向存在很大的不均匀性,会对下游部件内的流动产生不利影响,使喷嘴环、叶轮流场中均存在非轴对称流动现象.基于某可调向心涡轮非轴对称流场结构的分析,提出了采用非均匀布置导流叶片和优化喷嘴座连接臂结构的设计方案来改善涡轮流场的非轴对称流动.给出了非均匀布置导流叶片的优化目标和优化流程,以及喷嘴座连接臂的改型设计方案.通过改型前、后的涡轮性能试验,验证设计方案的有效性.结果表明:在不同导流叶片开度、不同相似转速情况下,改型后的涡轮等熵效率较改型前均有所提高,大速比工况时效率提高幅度比小速比工况时更为明显;在最大导流叶片开度时,改型后的涡轮等熵效率较改型前相对提高值最大为7.53%.

深层干热岩水力剪切压裂认识与实践

深层干热岩水力压裂形成的裂缝网络是地下"冷注、热采"循环系统的流体流动和换热通道。注采循环井的"注不进、采不出"实质是水力压裂未成功建立沟通注水井和采热井之间的导流裂缝网络系统,该过程由流固换热(T)-流体流动(H)-裂缝形变(M)-化学溶蚀(C)耦合作用决定。通过THMC耦合开展室内测试和数值模拟研究发现:干热岩体内天然裂缝的法向剪胀形变开度是压裂改造的前提和机理,水平滑移量达到5 mm时,粗糙度对裂缝开度的影响逐渐消失,即裂缝的总开度几乎全为有效导流开度;低排量、低温的长期注入并不能快速消耗储热岩体的热能,天然裂缝的热诱导开度影响范围在5 m以内,提高排量是进一步扩大天然裂缝导流能力改善范围的必要条件;近井地带热交换(TH)形成的热诱导开度对导流开度的贡献率最高达92%,大于9.4 m的远井区域主要依靠水力剪胀作用(M)提高导流能力,其对导流开度贡献率从50%逐渐上升至99%;注入冷流体的不断升温,加剧硅质矿物的溶解能力,其最大化学溶蚀诱导开度为0.48 mm,对总导流开度贡献率最大为16.3%。