基于CFD的沿程阻力系数的计算

沿程水头损失是长距离输水工程设计中必须计算的重要参数之一,而管道壁面相对粗糙度和流体的雷诺数是影响沿程阻力系数的主要因素。基于计算流体力学(CFD)原理,采用数值模拟方法,计算了沿程阻力系数随壁面粗糙度和雷诺数的变化规律,相比尼古拉兹试验结果,数值模拟所得结果误差较小。     

铝液在多孔介质中渗流过程的模拟试验研究

本文根据相似原理对铝液在多孔介质中的低压向上渗流过程时行了模拟试验研究。试验表明，渗流液面以平面沿铅垂方向推进，并满足四次方根规律；某一时刻ι的雷诺数、阻力系数和沿程损失可用相应的公式计算；外加渗流气压的最佳值为０．４０ａｔ。实验还将模拟充填时间与原型充填时间进了对比，两者得到了良好的一致性。     

1000 MW级汽轮发电机转子绕组轴向通风冷却系统

对1000MW级大型汽轮发电机冷却系统进行了研究，给出了转子绕组本体部分各匝导体通风道的局部阻力系数和沿程阻力系数的计算方法。对一台930MW汽轮发电机为例，建立了转子绕组本体部分节点单元热阻等效网络的准三维热模型，从而可以计算出转子各匝导体的风量、流速和每匝导体各单元的温度，以及转子绕组本体部分的平均温度和最高温度。通过计算结果与试验结果的比较，验证了计算方法的正确性。     

下渗对坡面流流态及动力学参数的影响

为了从理论上分析下渗对坡面流动力学参数的影响,基于Navier-Stokes方程,将坡面流视为平面恒定非均匀流,考虑下渗影响,推导出缓坡、陡坡坡面流断面速度分布,探讨了下渗对坡面流雷诺数、沿程阻力系数、滚波波幅的影响,基于相关试验资料对理论分析结果进行了验证.结果表明,缓坡条件下,坡面流流态为层流或紊流,试验过程中有必要区分初渗、稳渗阶段判别流态.陡坡条件下,不同下渗率及水深的坡面流均为紊流.坡面流黏性影响厚度接近水深或大于水深,不会产生类似明渠水流的外流势流区域.同时考虑下渗和表面张力作用,沿程阻力系数与雷诺数成反比.滚波波幅受水深、下渗率、水流运动黏度、坡降的影响.该研究结论为坡面水流运动特性试验研究及理论分析奠定了一定基础.     

圆拱形明渠阻力系数的试验研究

本文结合工程水力模型对两种底坡的有机玻璃明渠进行试验研究．试验表明，在水力 光滑区沿程阻力系数λ与雷诺数Ｒｅ可表为指数函数关系，明渠底坡对阻力系数λ的变化规律没 有影响，而在过渡粗糙区明渠底坡对其则有明显影响．其次根据实测资料数值分析表明，在水力 光滑区谢才系数Ｃ与水力半径Ｒ及糙率ｎ的关系，仍可表成Ｃ＝ Ｒｙ的指数函效形式，文中提出谢 才系数Ｃ的经验计算公式．     

新型建筑给水管材阻力特性与能耗特性

为研究新型建筑给水管材的输水性能,对典型管材PP—R管、铝塑复合管、钢塑复合管进行了阻力特性与能耗特性的实验研究．通过实验研究,分析得出PP—R管输水中,当Re〈3326,沿程阻力系数A与雷诺数Re满足幂函数分布;Re〉3326,沿程阻力系数与雷诺数呈线性分布;PP—R管输水能量耗散率叼与雷诺数船呈幂函数分布．铝塑复合管的沿程阻力系数与雷诺数呈对数分布,其耗散率与雷诺数呈多项式分布．钢塑复合管的沿程阻力系数与耗散率和雷诺数关系均呈幂函数分布．此研究弥补了新型建筑给水管材阻力特性的空白．     

土工格栅与膨胀土界面摩擦阻力系数试验研究

为满足土工合成材料在道路工程应用中的技术要求,开展了合理选取土工格栅与膨胀土界面摩擦阻力系数的研究.以正交设计原理为指导,选取筋土界面参数的4个影响因素(上覆压力、膨胀土体含水量、土工格栅尺寸和拉拔速度),进行了筋土界面摩擦阻力系数测试的拉拔试验.通过分析筋土界面各参数的影响因素,提出了当量拉拔位移的概念和筋土界面参数拉拔试验测试结果的过程分析方法,获取了各影响因素对摩擦阻力系数的影响程度及其在拉拔试验过程中的变化规律,并提出了拉拔试验的测试要求、步骤和结束标准.     

双组分高压密相煤粉气力输送数值模拟

采用基于Euler/Euler双流体模型的单组分气固两相流动力模型对高压密相气力输送进行了数值模拟和分析.并在该模型的基础上进行修正,建立了双组分气固多相流动力模型.同时应用双组分模型对高压密相气力输送进行数值模拟,并结合单组分的模拟结果进行了对比分析,获得了不同粒径的煤粉颗粒在高压密相气力输送过程中的流动特性.模拟结果发现:2种模型模拟所得的各管段流型相似,均能与试验ECT图结果相吻合,但采用双组分模型能更精确地计算水平管段和垂直管段的压降.与单组分模型相比,双组分模型计算精度提高了3%~4%.     

玻璃管空气预热器管内沿程阻力特性的研究

本文指出了目前套用钢管式空气预热器的经验公式计算玻璃管空气预热器管内沿程阻力系数的缺陷,介绍了作者关于硼硅玻璃管空气预热器管内沿程阻力特性的试验研究结果,提出了相应的计算式。     

涡旋强化换热装置的换热及流动阻力的实验研究

设计了原理性涡旋强化实验装置，测试了涡旋强化效果及典型工况的压力分布；归纳出了换热系数和阻力系数的准则关系式以及与旋流数的关联式；整理出了不同进凤方案的旋流数沿程变化情况。     

水解制备超高相对分子质量阴离子聚丙烯酰胺

系统研究了水解浓度，水解温度，水解时间等因素对聚丙烯酰胺水解制备阴离子聚丙烯酰胺相对分子质量的影响，并采用正交试验法确定了最佳工艺条件，通过实验得到了验证。     

不同截面微通道中流动阻力特性

实验研究了微通道内去离子水的流动阻力特性,微通道当量直径范围De=0.210～1.069mm,雷诺数范围Re=102～104,截面形状分为矩形、半圆形及三角形.通过测量微通道沿程压降及出、入口局部压降随流量变化关系,获得了沿程阻力系数及局部阻力系数.结果表明:当截面形状相同时,摩擦阻力系数随着当量直径的减小而降低;当量...     

烟丝在水平管气力输送过程中系统压降的研究

考察了烤烟烟丝（宜阳X3F）、膨胀烟丝在水平管气力输送过程中表观气速、料气比及管道直径对系统压降的影响．试验结果表明：系统压降随管长、表观气速及料气比的增加而增加;在相同进料情况下,直管压降随着表观气速的增加而增加;在相同表观气速下,直管压降随着料气比的增加而增加．通过分析,给出了计算烟丝在气力输送过程中直管压降及阻力系数的经验公式．     

沉管隧道浮运水动力学性能的数值分析

为了正确评估沉管隧道管段在水中浮运的水动力学特性,确定合理的水上施工参数,以广州生物岛沉管隧道为研究对象,在缩尺模型试验的基础上,采用CFD软件STAR-CCM+的改进型SSTk-ω模型,对不同施工参数条件下的管段周围的流场进行了数值模拟,分析了管段所受水动力作用的特性.结果表明,干舷值的变化对阻力系数的影响最大可达35.9%;受水横流的作用,在拖速为0.6~1.2 m/s时,管段拖运方向的阻力系数随着拖速的增加而减小;波浪对阻力系数也有影响,拖速越大,影响越明显,当拖速从0.8 m/s增加到1.2 m/s时,管段拖运方向的阻力系数与无波工况相比,增幅可达36.75%.     

水平弯管高压密相气力输送数值模拟

针对水平弯管高压密相气力输送,基于Euler/Euler双流体模型,引入Vescovi摩擦应力模型、颗粒动理学理论以及Huilin-Gidaspow曳力模型,同时结合Johnson Jackson壁面模型构建了水平弯管高压密相气力输送两相流模型.并用所得模型对水平弯管进行了模拟计算,获得了其力学机制和管道流场信息.模拟结果表明:颗粒自上游水平管进入弯管后,在管道外壁面附近逐渐形成高浓度区域,颗粒间摩擦应力以及颗粒与壁面剪切应力迅速增大;颗粒由弯管进入下游水平管后,管道外壁面高浓度区域逐渐消失,并在流动过程中,颗粒逐渐沉降,管道底部颗粒间摩擦应力以及颗粒与壁面间剪切应力相应增大;模拟预测的水平管段流型与ECT图基本吻合;模拟预测弯管段和水平管段压降均与试验值相符合,误差在14%以内,证实了模拟的可靠性.     

水平旋转内消能泄水道空腔环流的能动量特性

研究了水平旋转内消能泄水道空腔环流特有的能动量特性.试验观测与分析结果表明:在水平洞的起始段,空腔环流的环向动能沿程急剧减小,进而转化为各占一定比例的环向与轴向动能,并伴随着大量的能量损失;环向的能动量在起始段较大,但在中间段与轴向的能动量比值已接近1,沿程的变化也较小;环向的动能与压能沿程变化相反并互相对应;环向的能量沿程变化规律决定了总能量的沿程变化规律;能量损失与常规的明流或有压泄水道相比大大增加,能量损失机理更为复杂.     

浓相气力输送粉煤灰的实验研究

在内径为80mm，长为210m的水平和垂直输送管道中进行了高压流态化浓相气力输送粉煤灰的实验研究。是到了浓相气力输送粉煤灰的输送特性参数及其影响因素，为粉煤类排放的进一步研究和应用打下了基础。     

铬冻胶堵剂突破压力的测定

在室内测定了不同的聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量、地层渗透率、温度、矿化度等条件下铬冻胶堵剂的突破压力，对各因素影响铬冻胶堵剂突破压力的原理进行了简单分析。结果表明，堵剂的突破压力值随聚丙烯酰胺质量分数和相对分子质量以及温度的增加而增加，随渗透率增加而减小。铬冻胶堵剂的突破压力与注入水矿化度之间并不存在规律性的关系，只是在矿化度为10g/L时突破压力有最大值。     

管道阻力参数检测实验研究

在配有专业设备的水工水力学试验厅内,安装厂家提供的待检测管材,进行了管道内壁阻力系数实验研究。按照水工常规模型试验规程要求,对管材进行水力学检测试验,并根据管道水力学理论得出被检测管材当量粗糙度、沿程阻力系数、海曾—威廉系数、曼宁糙率系数等管道水流阻力特性参数。为该管材在管道流体输运工业中的应用提供科学依据。     

海上电泵结蜡井热循环洗井工艺参数优化设计

为探索海上油田电泵举升结蜡井热循环洗井工艺井筒温度场分布规律，综合考虑潜油电机增温、电缆散热、热流体注入量、注入深度、注入温度、结蜡管段传热和海水空气导热的影响，基于热能守恒原理，建立了电泵井结蜡热循环洗井工艺井筒温度场计算模型，分析了热流体注入温度和注入量对混合产出流体的井筒温度分布的影响。研究结果表明，随着注入量的增加混合产出液沿程井筒温度增加，随着注入温度的增加混合产出液沿程井筒温度增加。该方法可有效指导现场措施工艺的实施，达到延长结蜡井的清蜡周期、延缓产液/产油量下降速度的目的。