垂直管道内液-固两相流动的压降和相分布特征

为得到垂直管道内液-固两相的流动特征,采用电阻层析成像方法对流动的相分布和含率等进行测量,并采用无量纲参数对流动的压降进行分析。研究表明,垂直管道内液-固两相流动中固相颗粒均呈非均匀分布,且浓度呈近似轴对称分布;不同颗粒粒径的液-固两相流动中的相间速度滑移程度不同;液-固两相流动中,粒径较小固相颗粒的掺入可有效降低流动的摩擦压降,具有湍流减阻的作用,而由于粒径较大固相颗粒间存在频繁碰撞,会增加流动压降;对于相间速度滑移较小的液-固两相流动,可采用均相流模型对流动的压降等参数进行精确计算,为准确预测液-固两相流动的压降,合理设计海洋资源生产及输送系统提供理论依据。     

渣浆泵叶轮中固液两相湍流的计算和实验

为了深入了解渣浆泵叶轮中固液两相流流态,利用连续湍动能ｋ方程、耗散率ε方程及湍流代数型Ａρ模型（ｋ－ε－Ａｐ湍流模型）及ＳＩＭＰＬＥＣ算法,计算了渣浆泵叶轮内部的固液两相湍流。计算了渣浆泵叶轮内固液两相流动的主要流动参数。比较了固液两相流动下的压力分布的计算结果与叶轮中压力分布的量测数据,以及叶轮中的流速分布的计算结果与ＰＩＶ技术的试验结果,证明了计算方法和程序的可靠性。研究结果表明：在稀释的固液两相流条件下,固相的存在对液相的流态影响很小,但会造成叶轮出口压力的降低。固相浓度越高,叶轮出口压力降低越多。     

浓密液固两相流动的数值研究与理论分析

在ＩＰＳＡＲ算法基础上,推导了适用于考虑浓度变化影响的浓密液固两相流动数值计算的ＤＩＰＳＡＲ算法,并考虑了颗粒湍流强度梯度传输对颗粒浓度分布的影响,对竖直上升管中浓密液固两相流动分别采用ＩＰＳＡＲ和ＤＩＰＳＡＲ算法进行了数值计算和理论分析,结果表明,ＤＩＰＳＡＲ算法能更有效地预测浓密液固两相流动．     

离心泵液固两相流动的理论分析与泵的设计研究

本文简要分析了离心泵液固两相流动,建立了一元两相流动的基本方程,提出了两相流泵设计应注意的问题.     

纤维悬浮液湍流射流数学模型的研究

纸浆离开流浆箱喷嘴的流动是一种两相平面湍流射流运动,其流动状态对上网成形的质量具有重要的影响。本文从两相流体流动出发,对纸浆的这种射流动机理进行了探讨,并推导了了表示其流动状态的微分方程组。     

液固两相流动系统中固体颗粒浓度和速度的CCD测量

为了研究液固两相流动系统中固体颗粒的浓度和速度随操作条件的变化,开发了适用于液固两相流动体系的电荷耦合器件(CCD)测量系统,该系统可在高空隙率和较宽液速范围内准确测量固体颗粒的速度与浓度,利用该CCD测量系统,对冷模(多管)循环流化床的分布板设计和冷模(单管)液固循环流化床的两相流动特性进行了研究。系统中采用的CCD单场测量方法可用于粒子高速运动情况,测得的颗粒最高运动速度为1．5m／s,测量精度高于奇偶两场的测量精度。     

我校又一“七五”攻关项目通过鉴定

1990年3月6日,“PFM-100型液固两相(纸浆)流量计”在我校通过鉴定。鉴定认为,这项成果属国内首创,在光学探头相关法纸浆流量计研制方面填补了国内空白,达到80年代同类产品的先进水平。     

螺旋离心泵固液流体分层效应的涡旋形成机理

鉴于固液两相流在流体机械内部存在速度滑移现象,极易形成流体分层,导致压力梯度和密度梯度增大,进一步加剧了流体运动的复杂性,为讨论该情况下浮力效应对涡旋形成的机理,采用流体力学理论,利用数值模拟方法,对固液两相流在螺旋离心泵内部流动进行模拟和分析.结果表明:速度滑移现象在固相体积分数较大情况下更加明显,流体在各维度上分层使得浮力效应突出,该效应下等密度面线和等压线的斜交形成涡旋,同时,会使各流体层之间剪切力增大,流体呈现强非线性非定常湍流流动.结论揭示了浮力对于涡旋形成的作用机理,对于改善固液两相流在流体机械内部流动状况具有一定的指导意义.     

环管反应器内液固两相流的数值模拟

为了对环管反应器内液固两相的流动形态进行研究,建立以颗粒动力学为基础的Euler-Euler双流体模型。在浆液流速远大于自由沉降速度的情况下,模拟不同浆液入口速度时的环管反应器上升段压力降,同时对管道内液固两相流中的一些重要参数进行数值研究：在入口液固两相体积分布均匀的情况下,环管反应器上升段、弯管段以及下降段液固两相体积分布和液固两相速度均不一样,在弯管段由于离心力引起管道内二次流,使得固相颗粒甩向弯管的外侧壁,引起固相体积分数在弯管外侧壁明显增大,管道内固体颗粒相分布不均。在浆液速度v=3m.s-1时,液相和固相的速度有一定的速度差,随着入口速度增大,速度差变小;当浆液速度v=7m.s-1时,固体颗粒相速度分布与液相速度基本相同,两者之间的滑移速度可以忽略。计算结果与传统经验公式的比较表明模型能有效地描述环管反应器内压力降和反应器内浆液流动形态。     

盐析液固两相流场的PIV测量方法

利用粒子图像速度场仪(particle image velocimetry,以下简称PIV)测量离心泵叶轮内部伴有盐析的液固两相流场.用图像采集卡将CCD相机拍摄的流动图像实时地传输并存储到计算机中,采用自行开发的液固两相流图像处理及分析软件,先把粒子从背景中分离出来,然后通过算法,根据粒径的大小分离出固相和液相两相流的粒子.经过实际测量研究表明,该方法对硬件的依赖小,测量成本低,是一种测量输送含有盐析晶体的液固两相流动的有效方法.     

高固含固液搅拌槽内颗粒悬浮与混合特性

对高固含体系下Intermig桨搅拌槽内的桨叶搅拌性能以及颗粒的混合与悬浮特性进行实验研究.采用光导纤维技术对不同桨径、搅拌转速和桨叶离底距离下搅拌槽内底部以及轴向颗粒密度进行测量,同时对临界悬浮转速和搅拌功率进行测定.实验结果表明:对高固含液-固搅拌体系,所采用的Intermig搅拌桨具有很好的轴向混合特性,该桨适合在较大的桨径和较低的桨叶离底距离下应用,可在促进颗粒悬浮与均匀分布的同时,大大降低功率消耗.通过对实验结果的分析和拟合得出底部均匀度与搅拌槽内弗劳德数有关,Q=0.58Fr-0.35,Intermig搅拌桨功率准数在0.2 ～0.3之间,且与雷诺数关系为NP=2.1Re-0.2.     

电流变体系中的相变

基于点偶极子模型, 用统计的方法计算电流变体系的自由能, 考虑体系中粒子的渗透压,研究其液- 固相变.理论研究结果表明:当外加电场强度大于一临界值 E_c 时, 渗透压变为负值,体系发生由液相向固相的转化.     

DTB型结晶器高径比对流场影响的研究

使用计算流体力学(CFD)的方法,对DTB型结晶器连续结晶过程中的流场进行了仿真模拟,得到了不同高径比的DTB型结晶器中液相流场和固相体积分数的分布信息,通过对结晶器分区,考察了不同区域固相平均悬浮密度的分布规律.结果表明:在相同的操作条件下,结晶器的高径比会影响液、固相的循环,产生不同的液相流场和固相悬浮状态,从而影响结晶过程.     

纳米流体聚集结构的模拟及其分维数分析

该文根据微粒子在流体中作布朗运动的朗之万理论和微粒子的运动方程 ,模拟纳米粒子在流体中的聚集过程 ,并运用分形理论分析纳米粒子聚集系统的结构 ,建立了模拟纳米粒子无规则运动的DLCA模型。模拟结果表明 ,系统的分形维数与纳米粒子的大小、体积分数等因素有关     

汽车悬架系统中的混沌现象及其控制

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性，这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性。分析了汽车悬架系统在路面单频正弦激励下的受迫振动，揭示了该系统存在混沌运动的可能性，并在此基础上，利用非线性反馈控制方法时这类混沌行为进行了控制，并采用Melnikov方法确定了该控制系统的增益系数。     

Impact of slip boundary on sloshing motions in partially filled containers

Sloshing is a kind of fluid motion inside partially filled containers. In spacecraft and other partially filled moving containers, sloshing plays an important role. The contact line between the fluid and solid boundary affects the fluid movement and sloshing during motion. A physical model for steady fluid flow with a partial slip boundary is presented and equations for this model are derived for cylindrical (tube-shaped) tanks. This gives a nonlinear system of differential equations that is solved numerically by using a Successive Over-Relaxation (SOR) technique and graphical results are shown. Variations in steady fluid flow are observed with changes in the slip length and some useful results are derived. The effects on the microscopic radius of the fluid layer in a capillary tube are also shown through graphical results.     

汽车悬架系统的混沌控制

基于磁流变减振器的汽车悬架系统具有明显的滞后非线性,这直接导致了系统存在分岔与混沌的可能性。分析了汽车悬架系统在路面单频周期激励下的受迫振动,揭示了该系统振动存在混沌的可能性,并在此基础上,利用x|x|形式的非线性反馈控制方法对这类混沌行为进行了控制,为利用混沌序列提供了理论基础。     

室式分离机转鼓结构的改进与液流分析

介绍了室式分离机的转鼓结构及工作过程.为提高这种机器的分离效率,重点对室式分离机的转鼓结构做了改进.通过对室式分离机改进型转鼓中悬浮液的流动速度进行分析,为实现不停机自动排渣提供理论基础.     

页岩气藏流固耦合数学模型

页岩层是超低渗透率的储气层,页岩气藏开采过程中流固耦合效应表现明显.基于渗流力学和Biot固结理论,综合考虑页岩气藏储层的启动压力梯度,页岩气渗流过程中的解吸附,建立了一个适用于滑脱流、孔内扩散等页岩基质孔隙内所有气体流态形式的流固耦合数学模型.页岩气开采流固耦合数学模型包含了气体渗流和页岩变形相互作用的耦合项,必须进行耦合求解.使用显式迭代编制相应程序求解其数值解,计算结果表明,考虑流固耦合和不考虑流固耦合对页岩气开采过程中压力分布影响较大,考虑流固耦合情况下,压力降低趋势比不考虑耦合情况下要快,更符合实际开采情况.流固耦合现象对页岩气渗流过程影响较大,页岩气开采过程中必须考虑流固耦合影响.     

模拟气固流化系统的数值方法

针对气固两相流动的基本特征,采用流体连续、颗粒离散的处理方法,把受流体作用的颗粒运动过程分解为受颗粒冲力支配的碰撞运动及受流体曳力控制的悬浮运动,从而建立了模拟气固流化系统的数值方法．该方法能够真实地模拟气固流化床中的基本流动结构 鼓泡形成、多气泡行为、节涌现象及团聚物的动态变化．研究结果表明：与模拟气固流化系统已有的数值方法相比,本文的数值方法具有模拟真实、通用性强的优点．