非牛顿流体的稳定性及其流态判别

针对非牛顿流体的稳定性问题及其流态判别的研究 ,将整体稳定性理论及局部稳定性理论应用于塑性流体和幂律流体在同心环空的流动中 ,建立和推导出相对应的判别流动状态的稳定性参数表达式。这些参数的临界值与牛顿液体流态准数雷诺数的临界值 ,同样具有与液体流变性无关的特点。文章还系统地阐述了非牛顿流体各种稳定性参数的含义 ,并应用文献资料所提供的实验数据 。

非牛顿流体流态判别方法的研究

正确判别和选择非牛顿流体泥浆、水泥浆的流动状态 ,对优选钻井水力参数 ,避免两相流体作垂直运动时的界面相互掺混作用是非常有意义的。本研究在分析现有方法存在问题的基础上 ,从判别流态的基本概念出发 ,应用流道上的平均视粘度 ,建立了幂律流体判别流态的新方法。该方法包括流体在管内或环空流动时 ,平均视粘度、雷诺数等参数的表达式及平均视粘度在截面所处的位置。将该方法与幂律流体常用的流态判别方法、局部挠动流态判别方法对比 ,并进行试验验证 ,说明文中提出的方法含义清楚 ,符合实际 。

聚合物在低剪切流量控制阀内的流态判别与数值模拟

通过流变性实验,认为聚合物溶液符合非牛顿流体幂率模式,建立了非牛顿流体在环形空间内的流态判别模型.运用FLUENT软件进行数值模拟,研究了聚合物溶液在低剪切流量控制阀内的流动规律和不同配注量下产生的节流压差.结果表明,低剪切流量控制阀具有较好的节流作用,产生的节流压差能够满足扩张式封隔器的坐封条件.实验数据表明,流量在33～62m3/d间的节流压差达到5.98 MPa,黏度保留率达到90％以上.

平底闸闸下水深hz诺模图及流态判别图的研制

水工建筑物测流（水力学公式法）普遍存在着以下问题，流态不易准确判别，淹没出流时闸下水深ｈｚ无法准确侧记；高淹没出流时淹没有度ｈｔ／Ｈ及相对开启ｅ／ｈ常常超出淹没参数αｓ的查读范围，导致无法和水力学公式计算过闸流量及泄量，作者通过柯阿罗斯金公式中闸下游水深ｈｔ与闸下水深ｈｚ的关系，制作了利用ｈｔ，查读ｈａ的诺模图及流态判别图，以便于准确判别流态，淹没有流时迅速查询闸下水深ｈｓ进行泄流计算。

高浓度充填料浆管道输送流态及其判别方法

充填料浆在管道内的流态决定了其管输阻力特性,本文针对这一关键问题开展了高浓度料浆流态及其判别方法研究。通过布设监测系统开展充填流量及管道压力的同步实时监测,在综合分析监测结果与充填料浆流型及流态的基础上,揭示了高浓度充填管输系统单位长段阻力损失与料浆流速的典型关系;评估了四种高浓度充填料浆流态判别方法及对应过渡流速计算方法的可靠性。结果表明:采用Swamee修正方法得到的过渡流速与实测回归所得值相对误差在0.9%~6.4%之间,证明该方法能够满足应用需求。

基于两相流模型的直井动态排积液方法研究——以大牛地气田为例

有效排出积液对低压低产气井的稳产保产具有重要意义。针对目前大牛地气田直井积液状态无动态监测手段、排液方法相对粗糙的缺陷进行排积液方法研究。首先基于两相流的形成与转换机理,结合环状流、过渡流、段塞流、泡状流4种流态的特征,定义了无积液、井壁积液、井筒积液、井底积液4种积液状态;其次,通过对比实际产量与各流态的形成边界以及临界携泡流量的大小关系,将4种积液状态的气井进一步细分为8类,并将泡沫排水、提产带液、降压带液等排水方法进行组合,制定了针对性的8类排积液方法;最后,实例分析证明该方法在现场应用中取得了良好的效果。

信息化建设中过闸水流流态的非人工识别

一般情况下,引水过闸流量是根据有闸潜流、有闸自由流、无闸潜流和无闸自由流四种不同水流状态选用不同的流量计算公式进行计算的。传统方法是根据闸门是否阻水和闸后水位是否淹没闸底边阻碍水流,通过人工观察判断过闸水流流态的。随着信息化建设在水利系统中的不断延伸应用,过闸水流流态的非人工识别方法及其精度保障是水利信息化建设的难点。

四参数流变模式及其水力计算模型

提出了一种四参数流变模式,该模式能够精确地描述各种无时间依存关系的钻井液体系。利用多组测量数据评价了四参数流变模式对不同流体的拟合效果。根据管流特性参数法,并扩展应用到环空中,推导了管内与环空的层流压降计算公式,同时给出了紊流计算的半经验公式。通过引入广义流性指数的方法,给出了流态判别模型,使层流与紊流计算一致。根据四参数水力计算模型编制了计算机程序,利用一组不同来源的实验数据(包括管内与环空各种钻井液下的层流和紊流流动),验证了四参数模式的水力计算模型。与实测数据的对比表明,该模型计算结果与测量数据吻合得很好。说明该模式的水力计算模型要优于当前可用的流变模式。

小间隙井注水泥环空流动计算方法与应用

非常规井身结构中小间隙与小井眼段的注水泥环空流动与常规井眼有很大出入,采用常规流动计算方法来分析小间隙流动,则会造成很大的误差,影响到作业安全。为此,分析了小间隙对环空流态、流动阻力的影响,从理论上系统研究了小间隙注水泥流动的流态判别、偏心效应系数、摩阻系数等关键参数的计算方法,并提出了相应的修正方法:小间隙环空的水泥浆流变参数计算,应使用旋转黏度计600转和300转的读值进行流变参数计算,进而综合考虑流态、偏心、环空尺寸等影响因素,将环空进行分段,建立了深井固井环空流动摩阻计算模型。在中国西部地区应用了5口小间隙井,固井套管下入深度达到6 000m,小间隙井段长度达到2 000m,采用该修正方法计算的压力值和实际施工压力值的误差控制在1.5MPa以内,很好地满足了生产要求。

空间分数阶非Newton流体本构及圆管流动规律研究

对非Newton流体的本构及流动规律进行研究是分析、预测和控制非Newton流体在管道中流动的关键.实验表明非Newton流体在流动过程中具有历史记忆性,基于空间分数阶微积分方法,建立了分数阶非Newton流体本构模型;并推导了该模型在圆管中的流速分布、流量、平均流速、压降、平均Reynolds数等管道流动参数;提出了分数阶非Newton流体圆管流态判别准则.研究表明非Newton流体的圆管流层间的切应力可以通过流速的轴向分布大小来描述.对于不含屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,断面流速分布越均匀,记忆能力越强.分数阶的阶数大小反映了流体对全域空间的记忆性强弱;而对于含有屈服切应力的分数阶非Newton流体,分数阶的阶数越大,速梯区流速分布越均匀,流核区速度越小.分数阶的阶数大小反映了局部空间记忆性强弱.该研究为非Newton流体的记忆特征提供了一种新的建模方法.

荆山湖进洪闸行洪期推流问题解析

荆山湖进洪闸行洪期分洪流量大小直接影响进洪闸自身安全,关系到淮河蚌埠段淮北大堤防洪安全决策。在目前尚无实测流量资料的情况下,为有效解决行洪期推流问题,本文依据进洪闸设计特征及其水工模型试验等资料,重点剖析堰闸流态判别程序、方法及相应推流经验公式,解析孔流推流过程。经推流成果与设计允许流量值对比分析,具有一定合理性。该成果可操作性强,具有较强的参考价值,可作为当前进洪闸应急报汛的手段之一。

阿格罗斯金公式在平底闸流量计算中的应用

本文针对平底闸在流量计算过程中，普遍存在高淹没孔流时，其相对开启高度ｅ／Ｈ常常超出公式中给定的范围，流态判别较难把握等问题，引进了阿格罗斯金公式，解决闸下水深ｈｚ的求算，并对该公式所涉及的参数进行了确定。然后分别对平板门和弧形门的闸下水深进行了计算，并绘出通过闸下游水深ｈｔ查得ｈｚ的诺模图。在此基础上，又绘制了流态判别图，并就各种流态的判别进行了阐述。

对增阻系数法计算浆体管道阻力的研究

本文根据扩散理论相对体积浓度C/C_(A)的H.M.伊斯梅尔方程与E.J.瓦斯普和王绍周浆体流态判别标准,采用刘德忠对指数Z计算法进行浆体流态判别计算,得出似均质浆体体积浓度C_(1V)和非均质浆体体积浓度C_(2V),依据浆体相对体积浓度C/C_(A)=C_(1V)/C_(V),提出C_(1V)粗细颗粒分界粒径概念,并在此基础上,提出C_(2V)非均质浆体体积浓度增阻概念,对分界粒径概念和增阻概念进行定义,推导出增阻系数法计算浆体管道阻力公式,该公式通过我国六条长距离浆体管道工程验证,计算结果与工程实际相近。

大位移井井眼净化的理论与方法

井眼净化是否良好直接影响到井眼摩阻、轨迹控制、钻井效率和安全钻井,直接关系到大位移钻井的成败,因此,井眼净化是大位移钻井的关键技术之一。从工程施工所需参数的角度定性的讨论衡量井眼净化的4个基本判别准则、从理论上推导出适用于现场井眼净化的一套计算方法,且分井段的讨论了在保证井眼净化良好条件下的临界机械钻速计算,并把井眼净化准则、相关计算和有关经验结合起来,得出了大位移井井眼净化工作程序,对现场施工具有指导意义。

三个泉倒虹吸预应力钢筒混凝土管沿程水头损失计算分析

针对三个泉倒虹吸过流量富余的问题,基于工程特点及其水力设计方法,借鉴大口径钢管和预应力钢筒混凝土管(PCCP管)当量粗糙度的取值,根据雷诺数与相对粗糙度,结合莫迪图判别分析了大流量工况下倒虹吸管道水流流态,在此基础上,利用齐恩公式、海曾—威廉公式、谢才公式分别计算了三个泉倒虹吸水头损失值,并与实测资料进行对比分析。结果表明,随着管径增大,管壁光滑程度增加,使得PCCP管内水流处于紊流过渡区而非阻力平方区,因此不应选用谢才公式,而这正是导致三个泉倒虹吸过流能力与设计标准不符的主要原因。此外,发现齐恩公式、海曾—威廉公式适用于大口径有压PCCP管沿程水头损失计算。

用数值积分方法计算埋地热油管道的轴向温降

研究了埋地热油管道中油品流态变化时所对应的临界温度的求解方法,提出用临界温度来判断埋地热油管道中流态和流型的变化情况。在考虑原油物性和总传热系数随温度变化以及摩擦生热的基础上建立了埋地热油管道正常运行时的轴向温降数学模型,并研究了数学模型的求解方法,提出了求解埋地热油管道正常运行时的轴向温降数学模型的步骤,由于模型中考虑了原油物性和总传热系数随温度的变化,因此,利用此方法的计算结果更接近于实际。

复合分子泵抽气特性算法改进与结构优化

采用蒙特卡洛方法计算单级涡轮叶列传输几率,引入气体分子与固体壁面反射适应系数模型,评估不同反射条件对单级涡轮叶列抽气特性的影响。采用积分中值法计算涡轮叶列传输几率,提高涡轮级抽气特性的计算精度。采用分段流态判别法计算牵引通道的抽速和压缩比,减少牵引级抽气特性的计算误差。提出涡轮级与牵引级之间的三种过渡结构,实现复合分子泵抽气特性的级间匹配,提高复合分子泵的性能。提出牵引级阻挡结构和分段式结构,有效减少牵引转子与定子间的间隙泄漏,提高复合分子泵的整体性能。通过算法改进,提高了涡轮分子泵抽气特性的计算精度;通过结构优化,提高复合分子泵抽气性能,为高性能复合分子泵开发奠定了基础。

Excel在渠系水工建筑物量水中的应用

水工建筑物量水在灌区被广泛应用,利用Excel的函数功能,判断过闸水流形态,并根据水流形态自动选择和套用公式计算过闸流量。经实例验证,该方法既简便、快捷,又提高了计算精度,为水管工作人员在实际闸门操作中提供了便捷手段。