起伏管内局部油水两相流流动特性实验研究

地形起伏成品油管道积水不仅降低管输效率、加速管道内壁腐蚀,其腐蚀产物还可引起干线设备堵塞,甚至 计划外停输。采用0# 柴油、自来水在内径50 mm 的地形起伏透明有机玻璃测试系统上对油流携带积水这一局部油水 两相流系统进行了实验研究,发现：随油流剪切作用的增大,积水逐渐呈界面光滑分层流、界面波动分层流以及界面乳 化分层流3 种形态;一旦积水全部进入上倾管段,其平均运动速度随油相表观速度增大而线性递增,其平均截面含率 随油相表观速度增大而线性递减;积水全部进入上倾管段时对应的油相表观速度随上倾倾角增大而增大,而积水量对 其影响较小。结果表明采用上游来流可以将积水携带出去。     

低渗透油藏油水两相渗流研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析,得出新的低渗透油藏非达西渗流方程,并建立了油水两相渗流的数学模型。通过实例计算,研究了低渗透油藏中储层参数、流体特性以及开采方式等因素对注水开发效果的影响。结果表明,由于非达西渗流的影响,注水开发时容易发生指进现象,而地层倾角的增大可以削弱指进;地层原油粘度的增大会增强开采难度,而地层渗透性能的改善会使油井产能提高。因此,低渗透油藏应加密井网,强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。     

低密度差油水两相旋流分离的实验研究

研制了一种新型的液－液旋流分离器。对影响旋流分离效率的各因素进行了详细的实验研究，分析了入口含油浓度，回流率和流量对分离效率的影响，所得结果表明，旋流分离方法适用于低密度差液－液两相的分离。现场试验的分离结果达到国家有关标准。     

串并联管路条件下的油水两相流动综合模型

油水两相混合流动是油田开发过程中常见的流动形式。然而,目前的研究主要局限于单一恒径管道内,缺乏对并联或串联管路等复杂管路内流体流动的研究。本文基于管路串并联理论、流型转变准则、双流体模型和均相流模型,建立了复杂管路油水两相流动的综合模型,结合实例对该模型进行了验证,与数值模拟结果进行了比较。研究结果表明,该模型对油水两相在复杂管路中的分流情况和压降均表现出了良好的预测性,在两相体积含水率分别为0%~100%条件下,模型预测的绝对平均百分误差最高为14.4%,总体平均误差为9.8%。     

液态金属钠两相流动压降特性实验研究

对稳定的液态金属钠沸腾两相流动压降特性进行了实验研究和理论分析．得到了不同工况下液钠沸腾两相流动压降特性的实验数据，建立了环形通道内液钠两相流动压降特性计算模型Ｎａ－ＴＰＤＰ，并将Ｌｏｃｋｈａｒｔ－Ｍａｒｔｉｎｅｌｉ，Ｋａｉｓｅｒ－Ｐｅｐｐｌｅｒ，Ｃｈｅｎ－Ｋａｌｉｓｈ等人不同的两相摩擦压降倍增因子关系式进行了计算分析和比较．计算结果表明：Ｋａｉｓｅｒ－Ｐｅｐｐｌｅｒ的两相摩擦压降倍增因子计算式与文中的实验结果符合较好．     

旁路流对换热器壳侧气液两相流动特性的影响

针对工业中广泛应用的管壳式换热器,对壳侧旁路对气液两相流体流动特性的影响进行了试验研究。以Ishihara两相流动模型为基础,建立了以横掠管束的主流路为基础的错流区通用两相压降计算关联式。该关联式与实验结果吻合较好。并通过错流区分相流动模型,分析计算了主流路与旁路中气液分布情况,结果表明主流路和旁路中气液流量的分布是不均匀的;气液各自占相应总流量的比例在不同的流型下明显不同,且比例值的波动范围较大。     

气流/纤维两相流动的数值计算和实验的研究

气流／纤维两相流动总是在纺织加工中十分普遍，研究气流／纤维两相流动规律为其在实际中的应用提供理论依据，通过对气流／纤维两相流动的数值计算和实验的发展过程的回顾以及对国内外研究现状的分析，指出目前关于气流／纤维两相流动的数值计算和实验的不足之处，为今后进一步研究奠定了基础。     

两相流动波形板分离叶片设计

本文应用流体力学理论,对气固(或气液)两相流动分离器进行了设计。并计算了流道内的流动状态,对几种不同形式分离器的流动特性进行比较。结果表明,本文提出的A-t双参数曲线波形板分离叶片不仅分离效率高,而且流动损失小。     

上倾管内油水两相流流型实验研究

国内多条成品油输送管道在投产和运行过程中,采用“水联运”投产方式所造成的上倾管道低洼处积水现象引起了严重的管道内腐蚀问题。利用上游来油将低洼处积水携出管道能有效缓解内腐蚀。采用0#柴油、去离子水在内径100 mm的上倾管道内观察油水两相流流型并测量油携水临界流速。结果表明,随油流黏性力增大和管道倾角增大,油水两相流依次呈现波状分层流、有水滴的波状分层流和油相占主导的分散流3种流型;同一流型下,油相能将水相携入上倾段的最低临界流速随倾角增大而增大;倾角从20°增大到25°使流型从波状分层流转化为有液滴的波状分层流时,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.203 m/s减小为0.187 m/s;倾角从30°增大至35°时,使初始流型从有液滴的波状分层流转换为水相在油相中的分散流,油相能将水相携入上倾段的临界流速从0.205 m/s减小为0.194 m/s;油相能将水相完全携出上倾段的临界流速随倾角增大而略有增大;发生流型转化的流速随倾角增大而减小。     

微米级通道内油水两相流阻力特性研究

针对低渗透油藏孔隙尺度小、采收率低的问题,采用宽度为200μm、深度分别为1.8μm和4.1μm的两个矩形通道,结合数字显微摄像技术和微流体测试技术,对岩层孔隙流动进行了模拟,得到了孔隙通道中单相油以及含油率(体积分数)为10%～60%的油水两相流的流动特性.实验结果表明:对于深度为1.8μm和4.1μm的两个矩形通道,单相油流动的摩擦系数低于理论值,并与雷诺数呈线性关系;泊肃叶数小于理论预测值,通道尺度越小,泊肃叶数实验值与理论值的差异越大.油水两相流流动的摩擦系数与雷诺数也满足线性关系,在不同含油率时有的高于理论值,有的低于理论值;泊肃叶数总体随含油率增加而减小,在含油率为20%与60%时出现跳跃式增长,分析表明泊肃叶数随含油率变化是受壁面亲水性的影响.     

交变流动蓄冷器阻力特性

交变流动的阻力特性不同于稳态流动,其阻力特性表现为动态参数的波动压降和相位差．本文给出了５０Ｈｚ交变流动蓄冷器的阻力特性实验结果．以雷诺数和无因次距离为准则数拟合了交变流动蓄冷器最大和平均压降因子的准则关系式．与稳态经验公式得出的压力降的值进行比较,发现交变流动蓄冷器的压力降为稳态流动的２至３倍．同时,给出了不同丝网目数对应的极值雷诺数和无因次相位差的准则关系式．     

垂直管中油-水两相流动的持水率预测方法研究

对油－水混合物在垂直管道中的流动进行了实验研究。将漂移流动模型进行了改进，并运用于实验数据的处理中。通过非线性曲线拟合的方法确定了关键参数，建立了持水率预测的新方法。利用公开发表的数据对新建模型进行了验证。研究结果表明：油、水的滑脱程度受到油、水配 比及混合物平均流速的影响，且在低含水率及低流速条件下尤为严重；新建模型较文献中已发表的模型具有更高的精度，可对不同来源的数据进行较为准确的预测。     

大起伏角度下V形管道段塞流流型特性

利用室内实验装置,对大起伏角度条件下V型管道气液流型特性进行实验研究。实验中观测到7种流型,得到了不同流型的持液率波动信号,以实验数据为基础,对改进的Taitel-Dukler判别法、B?e准则、修正B?e准则的流型判别效果进行了验证。实验结果表明：严重段塞流I、II、III周期性明显,具有较大的功率谱密度（PSD）峰值,其峰值由大到小排列依次为I> II> III;环状流PSD幅值最小;V型管道前后倾角变化对严重段塞流范围影响较为明显,当V型管道下倾管倾角或者上倾管倾角增大时,管道底部下凹区域积液量增多,严重段塞流 I区域增大,环状流生成区域减小;改进的Taitel-Dukler流型判别准则计算结果与不同倾角下的实验数据基本吻合,实验观察气团流区域小于准则计算结果,准则计算环状流区域大于实验观测结果;修正B?e准则对于严重段塞流I、II流型判别效果要优于B?e准则;本实验拟合大起伏角度条件下B?e准则的修正系数为3。     

感光乳剂的流变特性和沿坡流面流动的研究

采用Rheotest-2型同轴圆筒旋转粘度计,测试了九种感光乳剂的剪切速率γ与剪切应力τ之间的关系,它们都显示出非牛顿假塑性流体性质,符合幂律模型,即τ=K(γ)~n。n=0.67～0.92,K=0.042～0.066Pa·s~n。根据基本方程,求得乳剂在坡面上呈薄膜流动的流量和膜厚方程。     

弯形溢洪道水流特性试验研究

对带陡坡弯形溢洪道的水流特性进行了研究,对3种溢洪道对同样流量工况下的水流特性进行了比较。     

波纹管内强制对流换热与阻力特性的实验研究

用实验方法研究了空气在具有3种不同管径19、25、32mm的波纹管内的流动与换热特性。管的外壁采用电加热，来模拟均匀热流的条件，测得了不同工况下各种管径的平均对流换热系数和阻力系数，拟合出了所测的参数范围内的阻力和换热实验关联式，并比较了相同管径的波纹管和光管的换热效果，发现无论在哪种比较条件下，波纹管均比相同管径下的光管综合换热性能强。     

基于卡尔曼估计融合算法的油水两相流测量

针对采用单一传感器无法对油水两相流流量准确测量的问题,将电导环阵列和内锥式差压2种传感器相结合,采用卡尔曼集中式融合估计方法与并行式融合估计方法分别实现油水总流量的测量.前者是根据局部各个传感器的测量值来重构全局的油水两相流总流量,后者是根据局部各个传感器测量值的估计值来重构全局的油水两相流总流量.实验测试结果表明,这2种方法均可以实现油水总流量的较准确测量,且并行式融合结果优于集中式融合结果.     

柴油、甲醇和水三组元乳化液流变特性的研究

对柴油，甲醇和水三组元乳化液的流变特性进行了研究，实验发现，乳化液在本实验的组分配比下近似为牛顿流体，而且乳化剂的种类，含量以及乳化液的组分均对乳化液的流变特性具有显著的影响，对于组分相同的乳化液，乳化液的粘度随着乳化剂含量和粘度的增加而增加；当乳化剂的含量和粘度相同时，若甲醇和水之间的相对质量分数保持不变，减少乳化液中柴油的质量分数（不少于50%），乳化液的粘度随之增加，水和甲醇的含量对乳化液粘度的影响比较复杂，还需要做深入细致的机理研究。