井底漫流场数值模拟研究

理论研究、台架实验和现场经验表明 :井底流场的特性与钻井效率、钻井安全、钻头寿命等有着密切的关系。而喷嘴几何形状、喷嘴布置方式是决定井底漫流场是否合理的关键因素。为了发展有预见性的定量化井底流场研究技术 ,应用势流理论对井底漫流场进行了数值模拟。模拟结果与台架实验对比表明 ,井底漫流场数值 ,模拟能比较客观的反映不同喷嘴组合、不同侧倾角、不同后倾角条件下几股射流的相互作用情况 ,可为评价井底流场的优劣。

2种角度横向紊动射流的实验分析

对射入均匀横流中的单股紊动射流流场进行了实验研究.利用IFA300型热膜风速仪系统测量了对称面内的流动,射流入射方向与横向主气流之间的角度为90°和60°,得到了射流与主气流速度比R为2和4的速度场和湍动能分布,并给出了不同工况下的射流轴线轨迹.结果表明:射流入射角与速度比对流场影响很大;射流对横向主气流的影响主要集中在射流发生弯曲直至与主气流平行的区域内,当射流垂直入射时,射流背风侧存在流动分离现象,当射流倾斜入射时,分离现象基本消失;当R值增大时,射流轨迹起始段的长度增加,对主流场影响的范围增大,射流入射方向与主气流之间的角度值减小,射流轨迹的垂直高度降低,射流对主流场影响的区域减小.

电场强化错流膜过滤的研究

电场强化错流膜过滤技术可有效改善膜污染和浓差极化对错流过滤带来的不利影响。就电场膜过滤装置、机理、外加电场及影响渗透通量的因素这4个方面进行综述。目前研制的新型附加电场中空纤维膜组件克服了传统膜过滤组件的缺点,显示出很大的工程应用前景。电场强化错流膜过滤中会发生电泳和电渗等电动力学效应以及电化学效应。电泳是减缓膜污染一个主要因素,电泳和电渗两者共同作用,可以大幅提高过滤通量。采用脉冲电场可以减缓过滤速率的衰减幅度,节省单位体积滤液的电功率比耗。当颗粒具有较高Zeta电位、外加场强及跨膜压力接近临界值、错流速率较高时,过滤通量极限值将会得到提高。

横流中喷雾掺混流场结构研究

为了获得有限空间内喷雾在横流影响下的掺混发展及机理,应用PIV系统测量了单个旋流雾化喷嘴产生的喷雾在横流中的掺混流场,实验在矩形通道内实施。获得了3种喷嘴入射角度和3种液气动量比下的掺混截面流场结构。结果表明,由于射流撞击、剪切和壁面约束作用,流场中形成前缘涡和反旋涡对,反旋涡对对掺混起了主要作用。比较不同喷嘴入射角度和液气动量比下的流场结构发现,随喷雾入射角度减小,两相作用提前发生,且反旋涡对尺度小,更利于掺混均匀;随液气动量比减小,气相作用增强,旋涡强度和尺度变小,更小的涡尺度更利于液滴均匀分布。

横流风机流场与声场综合研究用装置的研制

基于国内外空调器横流风机流场与声场的有关标准 ,本文最新研制了用以优化和评价空调器横流风机性能的流场显示装置和流量、噪声同步实验装置 ,并阐明了它们设计中的考虑及其用途。

横向射流动态流场特征的高帧频实验研究

在横向射流流场中,各种涡结构运动对射流轨迹变化和标量混合有着决定性影响,但目前仍然缺乏输运过程中剪切层涡高频动态特性的相关研究。本文基于40 kHz高频粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术和20 kHz丙酮平面激光诱导荧光(Acetone Planar Laser Induced Fluorescence,Acetone PLIF)技术研究了不同直径喷嘴、不同速度比下的横向射流高频动态流场特征和标量场浓度分布规律,以及湍流细微结构的形成和破碎过程。速度场和标量场的实验测量表明增大速度比对回流区的生长起促进作用;通过拟合得到了射流轨迹、速度分布及剪切层涡运动轨迹方程,射流速度沿轨迹呈指数下降,剪切层涡强度与涡运动频率也呈下降趋势,且迎风侧剪切层涡运动频率略低于背风侧;随着射流速度增大,剪切层涡运动频率逐渐增大,斯特劳哈尔数降低。

不同动力环境下孔间距对双孔射流特性的影响

为研究孔间距对双孔射流运动和稀释特性的影响,采用粒子图像测速技术(PIV)和激光诱导荧光技术(PLIF)分别对静水、横流和波浪环境下双孔射流的速度场和浓度场进行测量,对比分析了孔间距为5倍、10倍和15倍射流孔直径时双孔射流的轴向速度、横断面垂向速度、轨迹线及浓度场分布情况。结果表明:在静水环境下,孔间距较小时双孔射流的轴向速度衰减较单孔射流慢,随着孔间距的增大双孔射流轴向速度衰减的程度逐渐趋近于单孔射流。在横流环境下,随着孔间距的增大,前方射流对后方射流的遮掩作用不断减小,而后方对前方射流的卷吸作用也有所减弱,导致前方射流弯曲程度的增大和后方射流上升高度的降低。在波浪环境下,孔间距较小时,两孔中间存在一个独立的高浓度区;孔间距增大后,浓度等值线逐渐呈"凸"形分布。为降低双孔射流相互作用对射流初始稀释的影响,建议在波浪和横流环境下双孔射流的孔间距不宜小于射流孔直径的10倍。

波流环境下双孔浮射流运动特性

利用粒子图像测速技术(PIV)对波流环境下双孔浮射流的速度场进行测量,对不同组次的相位平均速度场、时均速度场进行定性描述;通过引入考虑横流、波浪、浮力影响的综合特征长度l_(mb),给出了轴线垂向速度衰减过程分区的定量结果。研究表明,波流作用下会产生污染物云团现象,加快双孔射流速度衰减;波浪的作用能够减弱孔间相互影响;浮力的作用能够减小射流体偏转角度和侧向展宽;无量纲的轴线垂向速度变化可以分为近区(z/l_(mb)<3)、过渡区(3<z/l_(mb)<6)、远区(z/l_(mb)>6)3个区段。

急冷器内错流射流场的数值模拟

根据急冷器的结构特点,建立了急冷器的物理模型和数学模型。采用RNGk-ε湍流模型和VOF多相流模型,并采用SIMPLE算法进行数值模拟。通过对模拟结果的分析,为裂解气急冷系统的最佳工况确定了初始参数。

矩形通道内横流喷雾掺混流场的实验研究

应用PIV系统对矩形通道内横流-喷雾掺混过程中液滴沿横流方向的流场进行了实验测量。分别获得了单喷嘴和双喷嘴下横流掺昆中的流场结构,以及液滴的水平速度分布。横流作用下,液滴的最大水平速度为横流速度的两倍左右;反旋涡对降低了液滴的水平速度,提高了液滴在横流中的停留时间。双喷嘴条件下,横流截面上的液滴密集区域呈狭长的三角形,且液滴密集区域随着动量比的减小而变宽;在剪切力的作用下,液滴密集区域的两边上出现拟序结构.

双渗透聚合物驱油藏不稳定压力动态

针对双渗透聚合物驱油藏,提出试井解释模型,求出该问题的Laplace空间对于有限井眼情况、具有井筒储存和表皮效应情况的分层和井筒压力响应解及分层流量解,讨论了零窜流系数的混合油藏解的有限形式,双渗透油藏的无限作用早期和后期有限形式。这些解可通过Laplace反演变换产生典型曲线,拟合实测井压力资料,分析油藏中非牛顿流体幂律指数及两个层中的渗透率和分层流量。