幂律流体在内管旋转下放环空中的流动与传热规律

对柱坐标系下泡沫流体运动方程和能量方程进行简化,结合幂律流体本构方程并将其离散,运用有限差分方法对方程进行求解,得到幂律流体在内管旋转下放环空中的水力参数分布.结果表明:随内管转速的增大,环空中幂律流体的轴向流速、角速度、合速度增大,温度升高,表观黏度降低;随内管下放速度增加,环空中幂律流体的轴向流速、角速度和合速度减小,表观黏度增大,内管壁附近温度升高而外管壁附近温度降低.     

离心油泵口环间隙对泵腔内流动的影响

对选用的低比转速离心油泵进行2种不同计算域的数值模拟,证明包含叶轮口环及前后泵腔计算域的计算结果更准确,且泵腔中流体的旋转角速度约为叶轮旋转角速度的30%～50%.为了反应叶轮口环间隙大小对泵腔流体流动的影响,改变叶轮前口环间隙大小后重新进行数值模拟,结果表明其大小对泵腔内流体流动的压力及速度的分布均有较大影响,随着间隙值的增大,压力系数变小,泵腔内流体的速度随之增大.     

盐岩储气库造腔期流体运移最大影响范围实验研究

采用染色法在三维盐岩储气库腔体模型中进行流体运移实验研究,分析流体运移最大影响范围.研究结果表明:随腔内盐水浓度增大,流体运移最大影响范围的上下边界都向腔体顶部方向移动,促进腔体上部侧壁面盐岩溶解;随注水流量增大,径向运移速度增大,促进侧壁面盐岩溶解,并且最大影响范围下边界向腔体底部移动,促进中间管管口下部盐岩溶解.将实验数值转换为工程值,在腔内盐水质量浓度为25,50和75g/L,注水流量为60,80和100m³/h,管间距为28,42,56,70,84和98m组合条件下,得到流体运移最大影响范围数值.研究结果和方法可为工程中提高造腔效率及控制腔体形态提供参考建议和途径.     

旋涡哨内部流场分析

利用FLUTENT软件对旋涡哨内部流场进行数值模拟,得到旋涡哨内的流场分布特征.结果表明:旋涡哨内部流场变化趋势基本一致,流场分布具有轴对称性,流动轨迹近似为螺旋,从中心沿径向方向压力逐渐增大,合速度先增大后减小.随着腔体直径的增加,在腔体内合速度、切向速度和总压值都减小,而在出口管内合速度、径向速度和总压值增大.而在整个旋涡哨内部轴向和切向速度皆不随腔体直径的增加而变化.     

盐穴储气库建腔期边界区域流场的模化实验研究

为了解盐穴储气库建腔阶段中心管、外管循环流体所产生的对流扩散运动对盐腔壁区域流场速度的影响,运用相似模化原理建立了相似模型,采用粒子图像测速系统(PIV)和Fluent数值模拟软件,对不同条件下建腔阶段的边界附近流场进行测试与数值模拟。结果表明,正循环下,底部边界受到的流体对流扩散的影响要大于侧壁边界,在本模型中对距离盐腔侧壁边界0.2m区域内流场速度影响非常小;反循环下,随外管的提升,对流扩散的主要影响区域发生变化,并且边界区域流体速度也随对流扩散的主要影响区域而变化;在反循环下,缩短外管长度和增大流量都会使得边界区域流体速度增大,但两者主要影响的边界区域范围有所不同。数值模拟和实验得出的结论吻合度较高。本实验结果对提高盐穴储气库建腔效率有一定的参考价值。     

离心泵在设计工况下泵腔内压力分布的研究

将泵腔内的液体流动简化为理想液体,利用Navier-Stokes方程建立了泵腔内压力随半径变化的关系式．应用离心泵欧拉方程式求解泵腔内的压力分布方程式,并将理论计算值与实验值比较,结果表明：越靠近密封环,计算结果与实测差值越小,在外径处差值最大;泵腔内液体旋转角速度等于叶轮旋转角速度的一半,这一假设有待于进一步验证．     

球形流体转子陀螺仪动力学分析

球形流体转子陀螺仪是利用在球腔内旋转的流体作为惯性元件的新型陀螺仪,可作为双轴速率陀螺仪在航空及航天技术中量测载体的角速度或自旋卫星的章动角。本文系统地分析了这种陀螺仪的动力学原理,导出了计算公式,并建立各种设计参数与量测灵敏度和精度之间的关系,为新型陀螺仪的研制工作提供理论基础.     

旋喷泵集流管的设计方法及内部流场分析

通过对一种新型极低比转数旋喷泵的研究分析,采用连续方程、动量方程、交错网格和Simplec算法求解,对旋喷泵矩形叶轮在相对坐标系下和转子腔、集流管在绝对坐标系下的内部流动分别进行全三维数值模拟.通过分析研究旋喷泵内部流动规律得出转子腔及集流管内部流动的速度场、压力场的分布规律并比较3种模型的优劣,为旋喷泵设计和能量损失分析提供理论依据.研究结果可以用于旋喷泵的性能预测以及集流管的优化设计.     

受限方腔内绕流两圆管强制对流换热的数值研究

针对热电冷综合利用系统中的集热箱,抽象出一个受限方腔内两圆管的强制对流换热问题并进行了数值研究.分别对不同雷诺数Re以及不同管间距s的情况进行数值模拟.结果表明,Re较小时流体流动与换热随时间变化,最后趋于一个稳定的对称状态;当Re增加至一定值后,流体流动与换热随时间变化,处于非对称状态.随着Re的增加,流动出现振荡,流体与圆管壁面换热不断增强,计算得到的解从定态解发展为周期性振荡解、多倍周期振荡解,最终发展为混沌.对于不同管间距s,当Re≤150时,管子间距的不同对受限腔内的换热影响不是很大;当200≤Re300时,管间距s对于流动与换热有较大的影响;但当Re≥300之后,管间距s对换热影响较小.     

高温高压模拟井筒流固耦合传热建模与数值求解

模拟井筒加温系统是用于模拟井下高温高压环境,对射孔器材进行高温性能检测的一种实验装置。模拟井筒为耐高温高压的厚壁圆柱形封闭腔体,为研究加温过程中腔体内流体与厚壁腔体之间的动态耦合传热过程,根据模拟井筒加热物理模型,建立了模拟井筒耦合传热数学模型。应用有限差分法离散模拟井筒耦合传热数学模型,得出厚壁井筒和腔体内流体数学模型的离散格式。使用迭代法分别计算厚壁井筒与腔体内流体区域的传热过程,在厚壁井筒与流体的交界边界处应用热平衡法进行耦合传热计算,求解模拟井筒耦合传热温度场,腔体内流体区域采用投影法对数学模型进行求解。通过仿真计算与实验结果的对比,验证了建立的高温高压模拟井筒流固耦合传热模型的正确性。