闸站并列布置工程泵站前池流态改善

为研究闸站并列布置工程泵站运行时清污机桥位置对前池内水流流态的改善效果,以南水北调东线刘山泵站工程为例,基于Navier-Stokes方程和Standard k-湍流模型对前池原设计方案和改进设计方案的进水流场进行了定常数值模拟,分析比较不同开机组合时前池流场分布和流道进口后断面的流速分布均匀度及速度加权平均角度,并进行水工模型试验验证。结果表明:原设计方案前池在4号和5号机组进水流道进口前存在回旋区,4号机组流道进口前产生有害吸气旋涡;改进设计方案前池将清污机桥整体向泵房方向移动25 m,并将节制闸与泵站间导流墙长度减短使其头部与清污机桥墩齐平,不仅消除了4号机组流道进口处有害吸气涡,还将4号机组进水流道进口流速分布均匀度平均提高2.5%,泵站进水流态改善显著。通过调整泵站进口清污机桥桥墩位置解决了前池流态存在的问题,不需再另增底坎、立柱和导流墩等措施,研究成果可为同类型工程研究提供参考。

R1233zd(E)在平行小通道中的流动沸腾可视化研究

本文对低压制冷剂R1233zd(E)在平行小通道内的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究,分析了制冷剂在平行通道内流型的演变与分布,在此基础上讨论了流型对换热特性的影响。结果表明:随热流密度的增加,在通道内观察到泡状流、段塞流、搅拌流和波形环状流;在较高的热流密度下,部分通道出现回流现象。此外,不同通道内流型的分布规律略有不同;通道中局部表面传热系数变化趋势随流型的演变可分为不同阶段,中部与出口处的局部表面传热系数呈现不同的变化趋势;当干度小于0.1时,表面传热系数几乎不受质量通量的影响;随着干度增加,表面传热系数与质量通量呈正相关。

特低渗透油藏水驱规律及最佳驱替模式

为了进一步改善特低渗透油藏开发效果,提高水驱采收率,通过大量特低渗透油藏水驱开采特征研究,揭示了特低渗透油藏的水驱规律:在注水开发过程中,特低渗透油藏会首先沿现今最大水平主应力方向注、采井间开启注水动态裂缝,随着注水压力的升高,或将开启与之成最小角度的注采井连线方向裂缝,导致注入水沿裂缝方向注采井无效循环,造成油藏水驱开发效果很差。等值渗流阻力法计算结果也证明了面积驱替径向渗流转为裂缝线性侧向驱替平行流后可大大降低渗流阻力。由此提出了"沿现今最大水平主应力方向注水动态裂缝线性注水、侧向基质驱替"的井网转换模式。井网模式的转换避免了注水动态裂缝导致的注入水无效循环,消除了动态裂缝对储层非均质性的影响,减小了渗流阻力,扩大了水驱波及程度。现场应用效果显著,单井产能增加了一倍,平面波及系数提高了43. 2%,水驱采收率提高了19. 3%。

非圆小通道内水-空气垂直上升流动流型研究

微化工机械以及紧凑式换热器的发展，使非圆截面小通道在工程中获得大量应用，但现有文献针对非圆截面小通道内两相流动的研究报导屈指可数。本文采用可视化手段研究了水力直径分别为2．886mm和1.443mm的三角形截面并联小通道内水一空气垂直上升流动，表观气速0．1～100m／s，表观水速0．1～6m／s。根据观察和测量结果，总结得到了流型转变界限，并获得了典型流型图像。将本文的实验结果与前人的研究结果对比表明：通道的截面形状和水力直径均对非圆截面小通道内两相流型转变界限有显著的影响。

泡沫金属对并联小通道流动沸腾和传热特性影响

泡沫金属由于占用空间小,散热面积大,可以极大地提升换热效率,小通道填充泡沫金属成为近几年强化换热方向的研究热点。对填充10PPI和20PPI的泡沫金属铜的并联小通道进行了流动沸腾实验研究。通过分析不同工况下的沸腾曲线,发现在相同的壁温条件下,热流密度随着质量流速的增加而增加。在相同热流密度下,填充泡沫金属通道相比空管的换热能力更强,并且PPI越高,换热效果越强。同时,在填充泡沫金属的通道中发现核态沸腾和对流沸腾2种沸腾模式。通过分析泡沫金属对换热系数的影响,发现在相同质量流速下,填充泡沫金属通道的换热系数相比空管都有所增加。通过比较可知,不同PPI泡沫金属虽然对换热系数的影响趋势不完全一致,但是对流动沸腾换热都具有明显的增强作用。最后分析了各工况下换热系数变化情况,基于数据拟合建立了填充10PPI和20PPI泡沫金属的换热系数预测模型,结果表明2个模型均具有良好的预测精度。

并列双柱绕流的格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法模拟研究了并列双圆柱的绕流现象,利用非平衡外推法进行边界条件处理,基于C++编制程序,获得了不同雷诺数Re和柱间距比H/D下的流速及回流区分布,并分析了并列双柱绕流的流动特性。结果表明,随Re的增大,流场由层流向卡门涡街转变,回流区长度先增大后减小,临界值为Re=50;随H/D的增大,可将流动模式分为单体模式、交替翻转模式、同相模式及反相模式四种,回流区长度在这四种模式下随H/D的增大而增大。

平行流蒸发器内气液两相流分配均匀性实验研究

平行流蒸发器内气液两相(特别是液相)在各扁管间的分配对其传热性能影响较大,如果各扁管间的气液分配不均匀其传热性能将显著地下降。在不同气-液流量下实验研究了6种不同形式的平行流蒸发器的分支管液体流量分配情况,实验中观察到流型以环状流为主。研究发现,对于竖直向下流动和竖直向上流动,用通过增加管径的方法不能改善液体流量在各分支管的分配,而主管中气液入口的位置对于流量分配均匀性影响较大。

并联分离式热管内传热特性的试验研究

对一组毫米级的并联分离式热管进行了可视化试验研究。该热管由石英玻璃制成,蒸发段及冷凝段均由7根立管(内径为4 mm)组成,且蒸发段与冷凝段由绝热段(内径20 mm的横管)连接。采用甲醇为工质。本试验的目的是,揭示毫米级的小管径热管内部所存在的复杂的气液两相现象,更好地了解其运行特征。试验表明加热温度及充液率等对并联分离式热管的流型及热力性能有着重要的影响。

并列矩形微通道可视化研究和压降计算

对当量直径为177.8μm、长为3mm的矩形截面并列微通道进行了试验研究,通过高速摄影仪对并列微通道内空气-水的两相流动进行了可视化研究,试验中观察到几种典型的流型;利用分相流模型、均相流模型对并列微通道的整体压降进行预测,并与测得的试验值进行了对比,通过计算各个模型的平均绝对误差来比较其预测效果.结果表明:均相流模型对整体压降的预测效果好于分相流模型;均相流模型中,用Dukler黏度计算式得到的预测值平均绝对误差最小,预测效果最好.

并列矩形微通道内两相流流型和压降试验研究

以空气-水、空气-酒精为工质,在矩形截面为100μm×800μm的并列微通道(三通道)中进行了气液两相流动的流型和压降试验。观察到了泡状流、弹状流、波状流和分层流,而且微通道Ⅰ内流型变化最为复杂,微通道Ⅲ内的流型变化只出现了弹状流。通过与均相流计算模型预测值的对比发现:Mecadam粘度计算式预测的压降值在低气相速率时能较好地预测压降,但是预测范围非常小,全液相粘度预测的压降值在低液速时能够较好地预测本试验中的整体压降;分相流模型中Chishlom预测效果较好。

台阶式并行微通道内液液两相流流型及其转变机理

利用高速摄像仪研究了台阶式并行微通道内液液两相流流型及其转变机理。以甘油水为分散相、含3%Span 85的环己烷为连续相,观测到了滴状-滴状流、过渡-滴状流、喷射-过渡流和喷射-喷射流4种流型;以两相流量为坐标轴绘制了流型图,并获得了流型转变线;分析了流型的转变机理。考察了分散相黏度对流型及其转变的影响机制。随着分散相黏度的增大,流型转变线整体向下移动,滴状-滴状流区域变小,喷射-喷射流区域变大。最后,运用介尺度概念分析了并行微通道内液液两相流非均匀结构的动态效应。

周期壁面电势调制下平行板微管道中的电磁电渗流动

研究了平行板微管道中二维磁流体(MHD)电渗流(EOF)在zeta电势调制下的流动.流体的流动是由两个外加水平电场和垂直磁场所产生的Lorentz力和电场力的组合驱动的.在滑移边界条件下,得到了流函数以及速度分布的解析解.详细讨论了速度随Hartmann数Ha、滑移长度B、电动宽度K等相关的无量纲参数量级变化的变化规律.结果表明,调制的壁面电势会产生一个垂直速度分量,从而导致涡旋的形成.此外,可以观察到,速度的大小随着滑移长度B和电动宽度K的增大而增大.值得注意的是,速度的大小随着Ha值的增大而减小,这与一维流动中Ha值存在临界值的情况不同.

基于流式计算的暂态电压扰动并行实时监测技术

暂态电压扰动模式识别面临两个挑战,一是局限于单一监测点的扰动识别不能准确解释复杂扰动的完整过程,另一是离线分析很难满足辅助决策实时性的要求。提出基于Storm流式计算框架,结合logstash和Kafka消息中间件,构建面向多监测点的实时数据监测处理平台。采用滑动时间窗口算法,实现Storm编程逻辑拓扑。通过设置基本时间窗口大小和数量,实现面向区域电网的多时空尺度、多业务模型的暂态电压扰动模式识别。实验结果表明,合理设置Storm组件的任务数目能够最大限度发挥并行处理能力。通过仿真数据测试得到的吞吐量和平均处理延迟结果,能够满足电网对流数据实时处理的高吞吐量、可扩展性、实时性和准确性的要求。

基于反馈思想的组合PSVM流型识别研究

针对两相流流型识别,以ERT系统为基础,将多种类型PSVM进行组合,设计基于反馈思想的组合并行支持向量机模型,对油/水两相流的流型进行识别。仿真实验结果显示,基于反馈思想的组合并行支持向量机是一种有效的流型识别方法。

微管径并联分离式热管可视化实验研究

为了更好地了解微管径并联分离式热管的运行特征,对一组毫米级的微管径并联分离式热管进行可视化实验研究.热管为透明玻璃管,实现对热管内工质流动状态的观察与分析.研究热管冷凝段壁面温度波动特性和传热量变化,揭示毫米级微管径热管内部工质的复杂流动状况,以此探究热管内部气液两相流的流动特征和换热机理.实验发现,不同加热温度下,热管管内工质流态大致有四种,即波动流、气弹状流、塞状流和振荡流.当加热温度为45℃时,并联分离式热管内更易出现振荡流,此时热管的传热量较大且传热热阻较低.

渤海某平台生产分离器分液不均问题分析及改进措施

生产分离器一般多为三相分离器,它能将从井下产出的油气水三相混合物进行初步的分离,是油气水分离的核心设备。论文主要针对某中心处理平台两台生产分离器并联运行时,其两台生产分离器之间的液体分布不均的情况,通过利用某商业多相流软件,对从井口区管汇至生产分离器入口管汇处的管道内液体的流型进行模拟,利用模拟出的管道内的流型来分析两台生产分离器分液不均的原因,并给出合理的处理方法。

地理流的空间模式：概念与分类

地理流被定义为地理对象在不同空间位置间的流动,而地理流通常涵盖了物质、信息、资金、能量等的空间转移。位置之间各种流的出现与强化,改变了以距离衰减效应为基本规律的传统认知。因此,针对地理流的研究将有助于从新的角度理解地理格局及其形成机理。本文认为可采用2种模型对地理流进行表达:①将地理流抽象为包含起点和终点坐标的四元组(又称地理流正交模型);②将其抽象为包含起点坐标、流长度与流方向的模型(又称地理流极坐标模型)。在地理流表达模型的基础上,流空间可以定义为由两个二维空间通过笛卡尔积形成的四维空间。本文给出了流空间中4种距离(最大距离、加和距离、平均距离和加权距离)、不同距离下地理流的r邻域体积以及地理流密度等测度的定义。根据地理流极坐标模型中不同要素随机性的组合方式,将地理流模式分为随机、丛集、聚散、社区、并行与等长6种常见的单一模式,并梳理了不同模式的识别方法。单一模式之间的组合可以形成混合模式,而多类流数据之间可以形成多元流模式。在未来的研究中,地理流的基础统计理论、地理流模式的挖掘方法以及在实际问题中的应用将是其重要的发展方向。

出租车蓄车楼及其运行模式分析

结合深圳机场运营楼二期工程出租车蓄车楼设计投标,提出出租车蓄车楼车辆排队的并联式流线模式,并对此模式与建筑物的协配方式进行了研究。

流动布置方式对三分仓回转式空气预热器热力性能和硫酸氢铵沉积规律的影响

基于有限差分方法的回转式空气预热器热力计算模型,分析了在烟气顺流-逆流,二次风顺流-逆流,一次风顺流-逆流等流动布置方式下,流体和蓄热元件温度分布以及硫酸氢铵(ABS)沉积区域分布的变化规律。结果表明:当流动布置方式由逆流改为逆流-顺流混合型式后,流体与金属温度场分布改变显著。在二次风顺流-逆流,一次风顺流-逆流布置方式下,烟气分仓蓄热元件最高温度、最低温度以及平均温度随元件高度的分布曲线,随改变流向(顺流)空气流量比例的增加而趋于上凸;在烟气顺流-逆流布置方式下,烟气分仓蓄热元件最高温度、最低温度以及平均温度随元件高度的分布曲线,随改变流向(逆流)烟气流量比例的增加而趋于下凹;与采用烟气顺流-逆流布置方式相比,采用二次风顺流-逆流或一次风顺流-逆流布置方式,提高中温段和冷端平均壁温的效率更高,通过调节改变流向的流体流量比例,可以有效控制硫酸氢铵(ABS)沉积区域完全在吹灰通透性较好的冷端范围内,是更推荐的流动布置方式。