高原环境下吸气式火灾探测器采样 管道内部流动的研究

高原环境下高灵敏度吸气式火灾探测器采样管道内部流动特征直接决定了该火灾探测器的有效探测 面积。分析了高灵敏度吸气式火灾探测器采样管道在单采样孔条件下内部流动特征;从理论上推导出在高原环 境下和常压下这种采样管道在单采样孔条件下管道内部流动速度和采样孔流动速度的关系式,给出了管道内部 流动速度相同的情况下高原环境下采样管道折损长度,为设计在高原环境下高灵敏度吸气式火灾探测器以及采 样管道提供了依据。     

水下输液管道动力特性研究

该文研究水下横向输液管道的动力特性，假定管道系统承受外界均匀流的作用，同时考虑管内流体流动的影响。建立了水下输液管道侧向振动的微分方程。采用Hermite插值函数和Galerkin法离散得其有限元标准形式。研究管内流动为恒定流时输液管道长度、内部流体流动速度对管道动力特性的影响及管内流动含有谐波挠动的情况下输液管道固有频率的变化。结果表明，在管内恒定流动的情况下。输液的自振频率随管道长度及管内流速的增加而降低，同时管内流动的谐波挠动对管道的自振频率也有影响。     

旋转螺旋管道中的非定常周期流动

采用数值方法对旋转螺旋管道中的周期流动进行了求解,系统的分析了管道内周期流动在旋转、曲率以及挠率的共同作用下的二次流动、轴向速夏以及壁面摩擦力在周期内的变化情况,研究结果表明:旋转螺旋管道与不旋转螺旋管道内的二次流动以及轴向速度的随时间的变化趋势存在明显的差别,流动周期内管道截面上最多可存在4个二次涡;周期起始和结束阶段,截面上将会出现轴向逆流,轴向逆流出现的位置取决于F.     

油气管道流动保障技术发展趋势

流动保障技术是通过综合研究影响油气管道流动安全各主要相关因素对所输介质流动特性的影响规律，进而提出保障和预防措施来实现油气管道的安全运行。对油气管道流动保障技术的历史、现状和未来趋势进行了论述，明确了所包含的原油流变学及其应用研究、油（气）管道流动改进剂研究与应用研究和多种油品顺序输送流动特性研究等三项主要研究内容，提出了这一研究领域的重点发展方向。     

流态软土管道流动性质试验研究

在工程中,流态软土常常需要通过管道输送,然而人们并不清楚流态软土管道流动的力学性质。以毛细管试验仪为原型,设计了适合研究软土管道流动特性的仪器,研究了软土含水量、管道长径比、流动速度以及停滞时间对软土管道流动性质的影响。结果表明:同一长径比管道中,随着含水量增大,软土的剪切应力减小、流动性增强;当含水量大于一定值之后,剪切应力几乎不变;随着剪切速率增加,剪切应力变大,但最终会趋于平稳。同一剪切速率下,随着管道长径比增大,剪切应力显著增大。软土在管道中的停滞时间越长,再次启动输送时软土受到的阻力就越大。     

基于POLYFLOW的管道黏弹性流体流动数值模拟

借助POLYFLOW软件分析了方型截面管道内黏弹性流体的流动参数,研究表明:管道内流体不仅存在着轴向流动,还存在着回流运动,即在流体流动方向存在着二次流动和流层颗粒分散混合现象.     

洪水冲击流动管道基于DQM的临界长度研究*

针对洪水冲击含有内流流动的管道时所形成管跨的危险临界长度的研究问题,介绍了微分求积法的原理、适用条件及其用于有限元运算的优势。分析了洪水作用下管道的激振频率、固有频率、共振条件,以及内流对于管道动力特性的影响。针对管内流动与管外洪水冲击对于管道的作用,建立了内、外流共同作用下的管道动力控制方程,并基于微分求积法（DQM）进行了求解。该方程既可用于稳定流动也可用于不稳定流动,同时考虑了洪水冲击及内部流动,具有较广的适用性。通过该方程可以计算出洪水冲击下所形成管跨的危险长度。通过一条实例管道分析得到,对于洪水冲击下的管道问题应该考虑内外流的共同作用,且内流的速度、压力、密度都会对管跨长度产生影响,这些结论对于现场实际或设计均极具参考意义。     

管道网络中流动问题的计算

本文提出在层流型的管道流动问题中,用电路实验来模拟管道网络中流动量的计算与设计,对于紊流型的流动,也给出了计算公式。     

基于动态摩阻的大落差输油管道 不稳定流动模拟

大落差输油管道高程起伏大,压力波动大,易由停泵、关阀等工况引发不稳定流动,导致管道局部压力降低和油品气化,引发弥合水击等现象。为准确预测大落差管道不稳定中流动压力、流量的变化,基于连续性方程、动量方程和能量方程,建立了大落差管道不稳定流动分析模型;结合Brunone-Vitkovsky动态摩阻模型,描述不稳定流动过程中的液体惯性加速带来的附加摩阻损失;采用特征线法和有限差分法求解模型。以某大落差管道中间泵站停泵工况为例,分析基于稳态摩阻与动态摩阻仿真的管道不稳定流动特征。结果表明：在稳定流动工况下,基于稳态摩阻和动态摩阻计算的管道压力、流量参数是一致的,但是在不稳定流动条件下基于动态摩阻计算的压力、流量比稳态摩阻模型值偏低。因此,基于动态模拟方法分析大落差输油管道的不稳定流动,对于提高管道压力、流量等工艺参数的预测精度,制定更加有效的不稳定流动安全防护措施具有重要意义。     

FLUENT在动力机械中的应用

FLUENT是用于模拟计算流体流动以及热传导问题的CFD通用软件,广泛应用于动力机械领域.介绍了FLUENT模拟的特点,并以混合管道内部流动为例,利用该软件模拟了管道内部流动的情况,以便更好地改善其运行的经济性、安全性和可靠性.     

下倾管段塞流特征参数试验研究

为揭示下倾管段塞流的流动规律，在内径50 mm、长27.43 m的不锈钢多相流试验环道上对下倾管段塞流的特征参数进行了试验研究。采用差压波动信号相关分析技术，分析了气液相折算速度、混合速度以及管线倾角变化对液塞速度、平均液塞长度、最大液塞长度以及液塞频率的影响。结果表明，随混合速度的增加，液塞速度不是线性增加，而且对管线倾角的变化不敏感;平均液塞长度随着混合速度增大呈先减后增的变化趋势，但随着倾角的变化没有明确的规律，而当Froude数大于16时，管线倾角对最大液塞长度的影响减小;液塞频率随气、液相折算速度增加而单调增加，且倾角越大，液塞频率越小。     

液体流速对液压管路横向运动稳定性的影响

分析了微弯液压管路中液体流速可以引起管路横向运动的机理，并给出了系统静态失稳的稳定性判据。     

排水管道流量比,流速比的解析表达

在圆形断面的排水管道设计中，有时需要计算不满流条件下一定充满度时的流量及流速，针对有不同满注的流量，流速与对应的满流的流量，流速的比值，现推荐的解析表达式，便于从充满度直接计算流量比，流速比。     

悬链线立管多相流流型研究

以水和空气为介质,在不同倾角的水平段和悬链线段组合中,研究气液两相流可能出现的流型及其特点,其中流型主要通过肉眼观察结合压力波动检测的方法来进行辨别.同时针对实验范围内出现的部分流型,研究该流型下管段压力和压降随气液速度以及角度的变化规律,并对悬链线管段为段塞流和严重段塞流时管内含气率、气泡长度、气泡速度、气泡频率等参数进行测量.结果表明:试验范围内共出现9种组合流型,4种组合区域所占区域最广;气液流速的变化对管线压降有一定的影响,水平管段的角度对压降的影响远小于气液速度的影响;液速一定时,段塞流和严重段塞流含气率随气速的增加而增加,气速一定时,段塞流和严重段塞流含气率随液速的增加而减小.     

油气地面管线内结垢固体颗粒沉积影响因素的实验研究

油田地面管线结垢机理的研究大多集中于结晶动力学。由于管道流动的复杂性,流体流动过程中的结垢机理尚不明确。研发了结垢动态分析仪,探讨了流体流动过程中的结垢过程,主要研究了结垢流体管道内速度分布、颗粒悬浮特征及位置、平均停留时间分布等关键参数。研究表明:相同的流量下,管径越大,流体中碳酸钙颗粒越均匀地分散在流体中。相同管径下,流量较小时流体在管道截面上流速分布不均匀。流量较大时在管道有限的长度内颗粒能够均匀分散在流体中。90°弯曲管中流体出现了涡旋区,增加了流动阻力,结垢量增加。管壁相对粗糙度愈小,结垢量与雷诺数相关性愈小;管壁相对粗糙度愈大,结垢量与雷诺数相关性愈大。流体流动具有温度效应,随着温度升高,管道内流体流动趋于稳定。研究为油田集输管线的清垢、阻垢工艺等方面提供理论依据。     

排水管道堵塞时的CFD数值模拟

排水管道堵塞会降低其输水能力,严重时会影响区域排水系统的正常运行。堵塞后排水管道形成压力流,会在地面形成冒溢,本文针对压力流排水管道堵塞问题,用FLUENT软件对管道堵塞进行CFD数值模拟,分析了堵塞管道流态及堵塞程度单因子变量对沿管道长度方向压力和流速的影响。在基准工况下,堵塞位置后上方0~3 m区域流速增加,堵塞位置后下方0~5 m范围内流速降低,且在该区域下方形成水舌,对压力突变存在沿管道流动方向堵塞位置之后5 m范围内,堵塞使其前方位置产生憋压,后方产生失压。瞬间堵塞后,对于堵点较远区域流态及压力并无产生明显影响。堵塞高度、堵塞长度、堵塞位置对管道水流压力的影响顺序为：堵塞高度>堵塞长度>堵塞位置。     

均布切向荷载输流管道的临界流速及稳定性分析

研究了受均布切向荷载作用下输流管道发生静态失稳的临界流速.建立了简单的管道模型,并根据微元的受力平衡建立了整个管道系统的微分方程,利用Ritz-Galerkin对其离散化,然后无量纲化.运用MATLAB中Runge-Kutta数值积分方法对微分方程求解,并分析了切向力和质量比对管道系统的影响.     

弯管中气固两相流冲蚀模拟研究

以某含有固体杂质微粒的输气过程为研究背景,运用ANSYS-FLUENT软件中E/CRC冲蚀磨损模型,对输气管道中的90°弯管进行气-固两相流的模拟计算,讨论不同的气体速度、固体杂质微粒的质量流率以及固体杂质微粒的微粒粒径对弯管的冲蚀磨损的影响.分析结果表明:气体入口速度越大,90°弯管的冲蚀率越大;固体杂质微粒质量流率越大,90°弯管的冲蚀率越大;当微粒粒径小于某一临界值时,微粒粒径越大,冲蚀率减小,当微粒粒径大于这一临界值时,微粒粒径越大,冲蚀率越大.在工程应用中可用于气体运输管道的检测,节约检测成本,提高管道输气的安全性.     

加压粉煤气力输送试验研究

通过建立加压粉体气力输送试验系统并进行加压粉煤气力输送试验,重点考察了表征气速、输送背压和粉体流量对管道压损的影响。结果表明:不同输送背压和粉煤流量下,粉煤加速压降、垂直到水平弯管、水平到垂直弯管和水平弯管压损与粉体流量Gs和表征气速Ug的乘积呈近似线性关系,其中水平到垂直弯管压损随GsUg变化最大;水平、垂直和倾斜管段附加压损随着表征气速的增加而逐渐减小,粉煤流量比输送背压对附加压损影响更大;附合压损系数是Re、Fr和气固比μ的函数,通过拟合得到的附加压损公式和总压损公式的预测值也与试验值吻合均良好。