虹吸管道坡度对气液两相流动特性影响的试验研究

为了探明坡度对中行管段倾斜布置的正虹吸管路水力特性的影响,设置11个不同坡度(0、±1/60、±1/30、±1/20、±1/15、±1/10)和2个安装高度(4、6 m)在不同水位差下量测了虹吸管内的气液两相流动现象、含气率、气泡的运动速度、过流能力及总水头损失等水力特性。通过试验得到了正坡和逆坡管路坡度变化对管路水气流动现象的影响规律,揭示了坡度改变对管内含气率和气泡运动速度、虹吸管路流量及管路水头损失的影响规律,并结合理论分析探讨了气体存在对流量和总水头损失的影响。结果表明,随着坡度逐渐增大,管内伪空化现象逐渐减弱,气体的体积逐渐减小,含气率逐渐减小,气泡运动速度逐渐加快,虹吸管路的输水流量逐渐增大,总水头损失也逐渐增大。通过量纲分析的方法,推导出适用于倾斜布置的不同坡度下正虹吸管路输水流量的计算公式;经验证,公式计算值与实测值相接近,逆坡管路中相对误差控制在±6%,正坡管路控制在±7%。以上探究结果为实际工程中管路布置形式提供了参考依据。

旋转唇形油封密封性能的有限元分析

利用有限元分析软件建立了旋转唇形油封的二维轴对称模型,分析了过盈量、弹簧劲度系数、空气侧唇角3种重要参数对油封接触宽度和唇口接触压力分布的影响,并用理论分析的方法估算出泵汲率和生热量。结果表明:随过盈量的增大,生热量几乎呈直线增加,泵汲率也不断增加,但其增速逐渐变缓;随弹簧劲度系数的增加,生热量不断增加,泵汲率变化不大;随空气侧唇角的增加,油封的泵汲率不断减少;随轴转速增加,油封的泵汲率和生热量均快速增加。

“可控涡”方法在离心叶轮设计中的应用研究

采用流线曲率法求解S2流面反问题,为了考虑由于流体粘性损失造成的熵增,将Galvas的一维管流损失模型修改后应用于二维通流计算中并与主方程耦合求解,并编制了一套离心叶轮"可控涡"通流设计程序。为了探讨加入同等的欧拉功条件下不同环量分布方式对叶轮流场及性能的影响,以某给定设计目标的离心叶轮为研究对象,在满足后加载的前提下针对叶片尾缘附近环量的导数采取两种不同的分布方式进行通流设计,并进行了全三维粘性流动分析比较。结果表明:气流环量及环量沿流向的导数分别对叶片通道内的速度分布和叶片表面的载荷分布有着显著地影响。

基于量纲一分析的循环流量实验关联式

自然循环蒸发器工艺设计中阻力的衡算一般按试差算法进行,其中一个关键步骤即修正单位面积总循环流量,计算工作量大且精度低。采用量纲一化分析方法,将循环流量、传热温差、蒸发室压力、流体密度、流体黏度、导热系数、比热容、加热管内径、加热管管长等9个参数关联起来,探讨了用于描述自然循环过程的5个量纲一数。以水为实验介质,设计单管常压自然循环蒸发实验台,对不同传热温差下循环流量的变化进行了实验,并在实验数据的基础上,推导得到用于计算循环流量的量纲一准数关联式。结果表明:由量纲一准数关联式计算得到的π2和由实验数据计算得到的π2相对误差在3%以内。

∏定理教学中若干值得注意的问题

以降膜流动中气、液相间质量传递过程的量纲分析为例,结合物理背景和∏定理应用两方面展示该定理应用于物理问题分析时值得注意的一些方面,重点指明物理分析和相似模化的结合方法,以及将该定理用于工程放大的方法。

台阶式溢洪道水流能量特性的研究

为了研究台阶式溢洪道上水流能量特性,对坡比1∶1.25不同台阶高度的台阶溢洪道进行模型试验,试验结果表明：台阶溢洪道上总水头沿程急剧降低;水流比能表现出沿程先增大后达到稳定值的规律;水流比能的变化决定总水头的变化,比能稳定值越小说明台阶溢洪道的消能效果越好。通过无量纲分析得出稳定比能与相关影响因子的2个无因次参数,结合试验和相关文献对2个无因次参数拟合,表现出良好的幂函数规律,相关系数为0.994 9~0.997 2。同时得出计算剩余能量和台阶溢洪道总消能率的经验公式,为相关设计提供参考。

粒子冲击钻井中液体携带粒子环空返流试验研究

为了研究粒子冲击钻井系统中钻井液携带硬质球形钢粒子成功上返时,钻杆与井筒配合的不同环空间隙对钻井液临界流速的影响,本文采用清水代替钻井液进行了相关的试验。通过试验测得所需数据,借助量纲分析理论推导出试验相关因素之间关系,并结合试验数据提出了2.5 mm的粒子在水中的体积分数为3%的情况下,能够成功上返时环空间隙Δd和清水临界流速v*的经验公式v*=0.136(Δd)-0.44732。结果表明随着钻杆与井筒配合的环空间隙的增大,粒子成功上返时所需的环空中清水临界流速反而减小,且相应的临界粒子雷诺数也减小。

关于管道中流体流量的一个注记

本文讨论了参考文献1、2中关于用量纲分析法求管道中流体流量的一个问题,并给出了正确的诠释.