水力切割模拟水合物储层成孔特性试验

为了探究水力割缝技术对于天然气水合物储层改造的适用性,开展了模拟水合物储层的地面水力割缝模拟试验.采用大尺寸试样,分析了喷射压力、喷嘴直径和加砂体积分数对套管及模拟试样的割缝形态、成孔特征以及破坏形式的影响.研究结果表明:水力喷射切割过程中,由于高压射流的冲击力及冲蚀作用,模拟水合物储层中形呈近似椭圆锥体孔眼,内表面凹...     

喷射钻井中井底岩面最大水功率和最大冲击力工作方式

本文首次把解决现代工程技术问题行之有效的“黑箱(blackbox)”理论用来研究井底射流流场。明一种新的全尺寸水力能量测试实验,直接测得三牙轮钻头下射流到达井底岩面(即钻进过程中钻头钻出的瞬时井底岩石表面)的水功率和冲击力。建立了计算井底水功率和冲击力的经验公式,提出了以井底岩面获得最大水功率和最大冲击力为喷射钻井水力程序设计准则的两种新的最优工作方式。本文在所实验的条件下,获得了井底岩面最大水力能量的功率分配比值(RN)和全喷距(135毫米)下射流水力能量衰减系数的范围等极值条件。在同样的条件下,以井底岩面最大水力能量优选的最优排量比钻头最大水力能量的最优排量约提高7.5%左右。并从理论和实践上证实了适当提高排量和强化机泵的必要性。     

水力侵彻铝合金表面致损形态及粗糙度演化特征

为揭示水力侵彻铝合金致损形态及粗糙度演化特征,以提高水力加工铝合金表面质量及形态控制水平。提出了一种基于3D图像处理技术的非接触粗糙度表征方法,结合水力侵彻铝合金表面破坏形貌,研究了铝合金的区域性破坏机理,量化了各致损形态的动态演化过程;通过综合反映粗糙度多维参数指标,研究了水力侵彻铝合金表面粗糙度的分布及演化特征。研究结果表明:水力侵彻铝合金致损形态可分为断裂区,损伤形变区及塑性扩展区,侵彻面粗糙度沿射流径向整体呈"增-减-稳"的三阶演化趋势,粗糙度的离散性和波动性沿射流径向逐渐降低,粗糙度峰值与水力冲击时间有显著正相关性,水力持续冲击作用下侵彻面粗糙度分布概率的集中性呈渐增趋势。     

超低渗透油藏渗流特征及提高采收率方向

为提高超低渗透油藏单井产量,深入研究了超低渗透油藏渗流特征,认为建立注水渗流条件下的有效驱替是关键,综合多种测试手段和岩心室内实验结果,定量描述了启动压力梯度和压力敏感系数的非线性变化规律,建立了超低渗透油藏考虑应力敏感和启动压力梯度的渗流模型,研究并试验了以小井距、小水量、超前注水、前置酸加砂压裂、多级加砂压裂、水力射孔射流压裂为主体的开发技术,有效地改善了平面和剖面渗流条件,为规模开发超低渗透油藏提供了新途径。     

一种新型喷射制冷循环的理论分析

提出了一种新型喷射制冷循环.该循环系统是在常规喷射制冷循环的喷射器和冷凝器之间增加了一个液体-气体射流泵,通过该射流泵可以降低喷射器的背压,提高喷射器的喷射系数,进而改善循环性能.针对此循环进行了理论分析和模拟计算,并与相同工况下常规喷射系统做了比较,重点讨论了工质R134a发生温度和背压改变对系统性能系数的影响.计算结果显示,新循环能有效提高系统的性能系数,使其比常规循环提高1倍以上.尽管新循环消耗的泵功会有所增加,但从的角度分析,新循环可以节约10%~24%的输入,具有更高的效率.     

牙轮钻头喷嘴射流破岩机理研究

本文以喷嘴射流冲蚀岩石为依据,对牙轮钻头的破岩方式、喷嘴射流的水力破岩和水力辅助破岩机理以及破岩的基本作用和影响因素进行了分析研究。结果表明,在现有机泵条件下牙轮钻头喷嘴射流对泥岩、页岩和粗粒砂岩具有直接水力破岩作用,对石灰岩、细粒砂岩有较好的水力辅助破岩作用。喷嘴射流冲击压力、射流的脉动特性、岩石的孔隙度和裂缝发育条件是影响水力破岩和水力辅助破岩的三个重要因素。     

超临界二氧化碳喷射压裂孔内流场特性

为了证实利用超临界二氧化碳(CO2)流体进行喷射压裂的可行性,利用Span-Wagner气体状态方程建立超临界CO2流场的计算流体力学模型,模拟超临界CO2喷射压裂过程中的孔内流场。结果表明:在喷嘴压降相同的条件下,与水射流相比,超临界CO2射流的射流速度更高,射流核心区更长;超临界CO2喷射压裂具有比水力喷射压裂更强的射流增压效果,更容易压开地层;超临界CO2射流具有显著的焦耳-汤姆逊效应,会导致温度下降,在压裂施工中应合理控制喷嘴压降,以防发生冰堵事故;超临界CO2的密度主要受压力影响,通过调节压力就能有效控制,可适应不同的地层温度条件。     

槽缝射流对环形叶栅端壁气膜冷却性能影响的实验研究

为了研究槽缝射流对环形叶栅端壁气膜冷却性能的影响,建立了考虑槽缝射流的环形叶栅端壁气膜冷却实验平台。在不同质量流量比条件下,利用红外测温技术研究了槽缝结构形式(均匀槽缝、收缩槽缝)对不同射流角下端壁气膜冷却效果的影响。结果表明:提高槽缝射流的质量流量比,可增强对叶栅端壁的气膜冷却效果。与原始均匀槽缝相比,收缩槽缝由于提高了槽缝射流出口的动量,能够显著提高不同射流角下的端壁气膜冷却性能,且明显扩展了气膜覆盖范围。与45°射流角相比,90°射流角时由于前缘涡系增强,槽缝射流所产生的端壁气膜冷却效果有所减弱。90°射流角时,采用收缩槽缝所带来的气膜冷却性能提升比45°射流角时更显著。     

不同填料渗滤系统净化生活污水的效果比较

建立了2套不同填料的地下渗滤系统装置净化生活污水,1号装置由纯土壤装填,2号装置由土壤与砂分层装填,比较了2套装置对污染物的去除效果.2套装置运行了6个月,水力负荷为5 cm·d~(-1)时每天进水4次,10 cm·d~(-1)及20cm·d~(-1)运行时每天进水8次.在水力负荷10 cm·d~(-1)下运行,对化学需氧量(COD)、总磷、NH_4~+ -N、总氮的去除率1号装置分别为80.7%,38.9%,48.7%,43.5%,2号装置分别为88.4%,87.2%,98.2%,24.9%;在水力负荷20 cm·d~(-1)下运行,1号装置发生堵塞现象无法运行,而2号装置对COD、总磷、MH_4~+ -N、总氮的去除率分别为87.1%,56.1%,98.0%,28.9%,对COD及NH_4~+ -N仍保持了良好的去除效果,并且保持了良好的水力渗透性能.研究结果表明,渗滤系统内部填料的改善提高了地下渗滤系统的运行水力负荷及其抗堵塞性能.     

扇形射流的空气动力学特性

基于两种不同的射流孔宽度及宽广的射流参数范围,对扇形射流垂直入射至主流时进行了空气动力学试验研究.测量了不同射流参数下管内的轴向压力分布,并且对不同结构的射流槽的试验结果进行了比较.结果表明:射流出口为锐边时,压力峰值出现在射流下游的稀薄区域;射流出口为圆边时,压力峰值出现在射流入射区.最后,测量了垂直入射时的局部水力损失,发现在高流速比下,水力损失的试验结果明显低于理论计算值.     

叶片包角对离心泵流场及脉动特性的影响

针对离心泵非定常流动压力脉动特性,采用滑移网格的大涡模拟技术对叶片包角分别为95°,100°,105°,108°的4副叶轮进行数值模拟.分析了叶片包角对离心泵水力性能、叶轮出口"射流-尾迹"、测点压力脉动频谱特性和叶轮径向力的影响关系.结果表明:随着包角的增大,离心泵的水力性能下降;包角适当增大,会使叶轮射流-尾迹流动结构变弱.在设计工况下,蜗舌附近测点压力脉动最大;在蜗壳螺旋段压力脉动强度沿流动方向逐渐变弱,而在叶轮流道内压力脉动沿流动方向逐渐增强,在叶轮出口处达到最大;而离心泵叶轮所受径向力随着包角的增大而减小,适当地增大包角可以提高离心泵运行的可靠性.     

水力喷射多级压裂井下工具磨损规律分析

水力喷射压裂是一种集射孔、压裂及水力封隔一体化的增产改造新方法井下工具(喷枪)作为保证该技术成功实施的关键因素之一其工作寿命直接关系到该技术的施工效果。把现场应用后部分存在磨损的喷枪剖开后分析了喷枪内部喷嘴周围及外表面磨损较严重的区域再利用数值方法模拟计算了喷射压裂时工具内部流场研究了井下工具内部流道附近易磨损区域形成原因。结果表明：返溅回来的磨料射流会对喷枪外表面形成返溅冲蚀下层喷嘴外表面受到返溅冲蚀伤害比上层喷嘴严重;在胶结较差的地层高速磨料射流可能进入地层并通过已有的射孔孔眼冲蚀喷枪或油管外表面;同一喷枪的内部上层喷嘴上缘和下层喷嘴下缘属于易磨损区域喷枪内部流场的数值模拟结果很好地解释了出现该现象的原因。因此研究该技术中使用的井下工具磨损规律对于改进工具结构、提高喷枪寿命和水力喷射压裂成功率具有实际参考价值。     

高压气液两相射流冲击破煤特性

目前,水力割缝技术已经成为治理煤矿瓦斯灾害,实现煤层卸压增透的主要手段之一.高压气液两相射流作为一种新型高效的多介质强力射流,在冲蚀破岩性能上优于传统单介质射流.为了提高高压气液两相射流的破煤性能和卸压增透效果,通过改变高压气液两相射流的含气率、射流压力、冲击靶距以及喷嘴直径等基本参数,并结合超声波系统,探究了关键参数对两相射流冲击破煤的影响.结果表明:高压气液两相射流的冲击侵蚀破煤比传统纯水射流效果更显著,并且当含气率Fa=30%,射流压力Pw=10 MPa,冲击靶距Ds=300 mm,喷嘴直径Dn=3.5 mm时,气液两相射流冲击破煤的效果更好.试验研究结果对于含气率、射流压力、冲击靶距及喷嘴直径等关键参数的选择提供了合理的参考,有效地提高了高压气液两相射流冲击破煤的效果.     

可压缩气体中的三维粘性液体空心柱射流稳定性分析

针对可压缩气体介质中的空心圆柱形粘性液体射流建立了三维模型,并对射流的空间稳定性进行了分析.影响扰动增长率的无量纲参数有Reynolds数、Weber数、气液密度比、气体介质相对于射流运动参考系的Mach数及空心柱内半径与液膜厚度比.Reynolds数在液体射流雾化过程中始终起着不稳定性的作用,但它对不稳定扰动波波数的范围没有影响.扰动增长率及不稳定扰动波波数的范围均随Weber数的增加明显增大.气液密度比在液体射流雾化过程中具有加速射流雾化的作用.气体介质相对于射流运动参考系的Mach数对射流雾化过程具有不稳定性的作用,也就是说气体的可压缩性在液体射流雾化过程中具有不稳定性的作用,它的增加会促进雾化过程的进行.当空心柱内半径与液膜厚度比较小时,它在雾化过程中具有不稳定性的作用,反之则具有稳定性的作用.     

棉花加工中机械与气力清理综述

综述国内外棉花加工中机械式清理和气力清理的研究现状和发展趋势。分析机械式清理、气力清理、气力-机械力协同清理几种方式的优势与劣势。指出机械式清理的清理效率较气力清理的高,清理效率和自动化程度的提高是其重点研究方向,而气力、气力-机械力协同清理方式尽管清理效率较低,但对棉纤维无损伤,具有良好的发展前景。提出对气力、气力-机械力协同清理机理,以及相关的气固耦合理论、棉纤维和杂质耦合理论、棉纤维和杂质的柔性体建模等进行深入研究,建立理论支撑,气力清理设备的研发和改进才能高效有序地进行。     

党参根气体射流冲击干燥特性和干燥模型（英文）

研究了不同干燥风温(40、50、60、70、80℃)、喷嘴到物料托盘的间距(5、10、15 cm)和风速(8、11、14 m/s)三个因素对党参根气体射流冲击干燥特性的影响,结果表明对党参根气体射流冲击干燥速率(DR)和水分有效扩散系数(D_(eff))的影响强弱顺序依次是风温、喷嘴到物料托盘的间距和风速;党参根气体射流冲击干燥水分有效扩散系数在1.5904×10~(-10)～3.0684×10~(-10)m~2·s~(-1)之间;干燥活化能为15.86 kJ·mol~(-1);Modified Page模型能反映党参根气体射流冲击干燥动力学过程,建立的水分比MR与时间t及干燥工艺参数的方程可有效预测党参根在气体射流冲击干燥过程中水分变化。     

磨料浆体旋转射流的速度分布及其受聚丙烯酰胺添加剂的影响

利用粒子成像速度场仪(PIV)对磨料浆体旋转射流的时均速度场进行了测量,得出了射流中磨料粒子的速度分布和滑移速度分布,并考察了聚丙烯酰胺添加剂对其的影响.结果表明,淹没条件下,射流中磨料粒子的速度分布仍类似于高斯分布;随喷距增加,在射流轴心附近的磨料轴向速度和滑移速度都先增加后降低;实验条件下,磨料浆体旋转射流的扩散角为20°,比非旋转射流的扩散角大1.52倍,因而旋转射流具有钻大直径孔眼的能力;聚丙烯酰胺具有抑制射流横向扩展和降低射流轴向衰减的作用,随聚丙烯酰胺质量分数的增加,射流固液两相的速度都相应提高.     

磨料浆体旋转射流的速度分布及其受聚丙烯酰胺添加剂的影响

利用粒子成像速度场仪(PIV)对磨料浆体旋转射流的时均速度场进行了测量,得出了射流中磨料粒子的速度分布和滑移速度分布,并考察了聚丙烯酰胺添加剂对其的影响。结果表明,淹没条件下,射流中磨料粒子的速度分布仍类似于高斯分布;随喷距增加,在射流轴心附近的磨料轴向速度和滑移速度都先增加后降低;实验条件下,磨料浆体旋转射流的扩散角为20°,比非旋转射流的扩散角大1.52倍,因而旋转射流具有钻大直径孔眼的能力;聚丙烯酰胺具有抑制射流横向扩展和降低射流轴向衰减的作用,随聚丙烯酰胺质量分数的增加,射流固液两相的速度都相应提高。     

混砂过程自动化

在一般铸造车间中砂处理工部的劳动条件是很差的。即使在机械化程度较高的铸工车问工人也不得不在混浊的空气中进行繁重的工作。此外,由于一些铸工车间对于混砂过程控制不够严格,不能稳定地控制型砂质量,因而造成大量铸造废品。如何不断改善砂处理工部的劳动条件,稳定型砂质量,是铸造工作者重要任务之一。 解决这一问题的最根本的方法,是提高砂处理工部的机械化、自动化程度,使工人理混浊空气相隔离。在砂处理工部机械化、自动化问题当中,首先需要解决型砂制备──即混砂过程的机械化、自动化问题。清华大学铸工教研组在苏联专家 H.T. apo…     

水力喷射压裂孔内压力分布研究

水力喷射压裂工艺是集水力射孔和压裂一体的新型油田增产技术.在室内实验基础上,运用流体力学计算方法,对水力喷射压裂孔道内压力场进行计算,得到了井下水力射流在地层孔道内的压力及速度分布,揭示了喷嘴空间位置、喷嘴数量、孔道形状、喷嘴压降和喷嘴直径对孔道压力的影响规律结果表明:高速射流之间具有很强的独立性,喷嘴空间位置和喷嘴数...