纳米流体两相流磨削区压力场建模与实验

主要对纳米粒子射流微量润滑磨削砂轮与工件界面压力场进行理论建模与数值仿真。建立了纳米粒子射流微量润滑磨削区两相流压力场的数学模型,并进行了仿真。结果表明：磨削区动压力随着砂轮转速的增加,射流速度的增大而增大;随着最小间隙的增大急剧减小;3种喷嘴角度下,当喷嘴位置角度为15°时,磨削区沿砂轮进给方向的压力大于其他2种位置。在KP-36精密磨床以及纳米粒子射流供给装置构建的实验平台上,利用CY3018型压力传感器测试压力场变化规律,研究了砂轮转速、最小间隙、射流速度以及喷嘴角度对磨削区压力场的影响,实验测得的数据与仿真数据基本吻合,验证了理论研究的正确性。     

纳米颗粒表面修饰对纳米流体粘度的影响

纳米流体的黏度受流体温度、纳米颗粒粒径、纳米颗粒浓度等多方面的影响。在前人的研究中,黏度随流体温度的增加而减小,随纳米颗粒粒径的增加而减小,随纳米颗粒浓度的增加而增大,但黏度随纳米颗粒浓度的增大程度不同。通过总结大量不同情况下纳米流体的黏度数据,分析纳米流体黏度随纳米颗粒浓度的增加与纳米颗粒表面性质的关系。分析结果表明:纳米颗粒的添加增加基础流体的黏度;且亲水型纳米颗粒比疏水型纳米颗粒与水形成的纳米流体的黏度高。通过对纳米颗粒表面性质的修饰,可以控制纳米流体黏度的变化,从而影响流体输送过程中的能耗。     

磨料流加工中流体磨料黏度的定量描述

为了便于实际加工中选择或调整黏度,合理确定其他加工参数,以及预测加工结果,针对仅有对流体磨料黏度定性说明的现状,提出用模糊数学理论定量描述流体磨料黏度的方法。建立了黏度的隶属函数,通过沉球实验确定了隶属函数中的有关参数,根据这些函数可以求得未知流体磨料黏度的隶属度。为实际加工应用提供了一种实用而便捷的方法。     

基于多相流模型的纳米流体在水平细圆管内强制对流换热数值模拟

运用2种多相流模型模拟了纳米流体在细圆管内的强制对流换热特性,并与已有文献的实验值和传统流体经验公式的计算值进行对比.其中,采用混合模型和欧拉模型分析了雷诺数、纳米颗粒体积分数等物理量对换热特性的影响.结果表明:在纳米颗粒体积分数较低时,模拟值与其实验值及经验公式的计算值相差不大;随着纳米颗粒体积分数增加,其非常规的流体特性逐渐突出,当纳米颗粒体积分数达到一定值时,常规的流体经验公式已不再适用,纳米流体换热呈现出一定的多相流特性,且多相流模型的模拟值更接近于其实验值,表明运用多相流模型能够模拟纳米流体的换热特性.     

水基纳米流体在竖直毛细管中的气液两相上升流流型特性

研究了在内径为1.6 mm的竖直玻璃毛细管圆管内的氮气-CuO水基纳米流体的上升两相流流型分布图.首先对毛细管内氮气-去离子水的两相流流型进行实验研究,并与常规管的半理论半经验公式进行了比较.然后在水中添加不同比容积的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和CuO纳米颗粒制备成纳米流体,对氮气-纳米流体在垂直毛细管内的流型图进行了测量.研究发现,和常规管相比,毛细管内气-水两相流各种流型的转化在较低的流速下就已产生.使用纳米流体后,毛细管内的气液流型转化在更低的流速下产生.纳米流体对两相流流型的影响主要是由于添加表面扩散剂SDBS和纳米颗粒后降低了溶液表面张力而产生的.纳米流体中的纳米颗粒和表面扩散剂浓度对流型图几乎无影响.     

流体两参数普遍解析关联式及通用计算图

将ＤＳＦＤ优化方法引入状态方程的拟合中，在Ｌｙｄｅｒｓｅｎ修正的两参数普遍 化数据表的基础上，关联出Ｚｃ为０．２７流体的通用状态方程和饱和蒸气压方程，并由此 导出了其他热力性质的解析表达式。在０．５≤Ｔｒ≤１５及０．０１≤Ｐｒ≤３０的广泛范围内， 在偏差函数的计算精度及连续性方面，均比Ｌｙｄｅｒｓｅｎ数据表有较大改进，并且编制了计 算程序．编绘了热力性质两参数统一通用计算图。可方便地同时确定密度、各种偏差函 数、焓差、熵差、内能差、焓 、内能 及其组成部分热 及机械同等热力参数。     

粘弹性流体在圆管中起动流动的规律

选取了粘弹性Ｍａｘｗｅｌｌ流体，研究了该种流体在圆管中起动时的流动规律。结果表明，Ｍａｘｗｅｌｌ流体比牛顿流体先趋于稳定流动，圆管中心处Ｍａｘｗｅｌｌ流体的速度比牛顿流体大，粘弹性的存在对流体在小直径圆管远动的影响比对大直径的影响程度要大。     

纳米磁性流体的制备及应用技术

纳米磁性流体是诞生于 2 0世纪 60年代末的一种新型的液体功能材料 ,是一种纳米铁磁性微粒在表面活性剂的包覆下 ,稳定地分散在载液中而形成的一种胶体 .介绍了它的磁性、黏度特性、蒸发特性和温度特性等几种主要性质、典型的制备技术以及它在密封、润滑、阻尼、研磨、印刷、医学等方面的应用和发展 ,并提出了值得重视的研究领域以及对纳米磁性流体研究的几点建议 .     

变原油黏度油水两相流驱替特征研究

为了研究水驱油田开发过程中的原油黏度升高对水驱油的驱替特征影响 ,在经典的非活塞式驱替理论的基础上 ,考虑驱替过程中原油黏度的升高 ,进一步完善了非活塞式驱油理论 ,建立了一个一维油水两相渗流模型 ,并采用解析法和有限差分法两种方法对饱和度方程进行了求解 .用数学模拟的结果研究了原油黏度随含水率上升的 5种变化规律对无水采油期、注入孔隙体积与采收率关系等驱替特征的影响 .结合太平油田沾 1 4块太 1 0 - 1 2井原油黏度随含水上升的变化规律 ,对比了考虑原油黏度变化和不考虑原油黏度变化两种情况下采出程度的差异 .研究结果表明 :开发过程中原油黏度的升高明显地缩短无水采油期 ,加剧含水上升速度 ;未考虑黏度升高的经典驱替理论方法预测的采收率偏高     

粘弹性流体在圆管中起动流动的规律

选取了粘弹性Ｍａｘｗｅｌ流体，研究了该种流体在圆管中起动时的流动规律。结果表明，Ｍａｘｗｅｌ流体比牛顿流体先趋于稳定流动，圆管中心处Ｍａｘｗｅｌ流体的速度比牛顿流体大，粘弹性的存在对流体在小直径圆管起动的影响比对大直径的影响程度要大。     

低渗油藏油气两相渗流的理论模型

依据已有的实验结果 ,建立了低渗油藏油气两相渗流的理论模型 .分析表明 ,当启动压力梯度为零时 ,就得到中高渗流油气两相渗流表达式 ,因此统一了油气两相达西流和非达西流的渗流方程 .启动压力梯度的存在是影响低渗油藏开采率低的主要因素 ,当其达到一定值时产量会特别低     

黏度对垂直上升管段塞流流动规律的影响

为研究在不同黏度的条件下的垂直管段塞流流动特性,进行了实验和数值模拟研究,对不同黏度下的截面压力、含液率、压差波动信号及压降值进行分析.结果表明:液相黏度的增大使气塞长度减小,并缩短至7.5～9倍的管径,段塞周期缩短,管道截面压力和压差波动会随之加快,平均持液率也逐渐增大,Mukherjee-Brill模型无法准确预测...     

聚合物驱垂直井筒流动和视粘度模型

与常规油井相比，聚合物驱抽油机井因其产出液粘度明显增大导致抽油杆受力状况变差，杆管偏磨现象严重。通过实验对聚合物产出液的流变特性进行了研究。考虑油井举升过程，利用幂律模式绘制了幂律指数与稠度系数随聚合物浓度、温度变化的关系图版。以非牛顿流体流变学理论和人工举升理论为基础，按照不同的流动规律，给出了从地层到井口聚合物驱垂直井筒流动的运动方程及其边界条件，并对方程进行求解得到了视粘度模型。应用结果表明，该模型能够提高设计结果的误差精度，为聚合物驱抽油机井的优化设计提供理论指导。     

定常不可压缩NS方程的子格粘性非协调有限元方法

作者将子格粘性法和非协调有限元方法相结合,应用到定常不可压缩NS方程,并采用C-R元建立了两种子格粘性非协调有限元格式,然后对其进行了理论分析.数值实验结果表明,子格粘性法与通常的Galerkin混合有限元相比,在高雷诺数时仍然具有较好的稳定性,在粗网格上能达到较高的精度.     

含趋旋微生物纳米流体在拉伸缸表面上的边界层流动分析

考虑趋旋微生物的影响，研究纳米流体在拉伸缸表面上的稳态二维边界层流动问题。建立控制方程，采用打靶法和Runge-Kutta法进行数值求解，对不同物理参数下的速度场、温度场、浓度场和运动微生物密度场的变化趋势进行图形化分析。结果表明：在靠近缸体表面处，速度、温度、浓度和微生物密度均随曲率参数的增大而减小，而在远离缸体表面时变化情况却相反；微生物密度随Brown运动参数、Peclet数、Schmidt 数和生物对流常数的增大而减小，而随热泳参数的增大而增大。     

新型分油机两相流场的有限元计算

采用两相流连续介质模型,对新型分油机内油水两相流动作了细致分析,并用有限元法解POISSON方程、N-S方程、连续方程的方法,对流场内压力场、速度场、浓度场进行了计算.计算结果与实际分油机分离现象相符,说明设计方案正确.为设计和维护保养提供一定依据.     

输液管道结构横向振动问题的粘性效应

针对在输液管道结构中粘性项对横向振动问题的影响是否可以忽略的问题,采用微元法建立数学模型,得出简支梁情况下侣的频率解,最后算例结果表明流体粘性对管道的振动频率的影响是可以忽略不计的.     

高含水油水混合液黏度影响因素及计算模型

掌握高含水油水混合液的黏度特性,对于高含水原油-水体系的管道输送具有重要指导意义。采用搅拌测黏法测定并研究了剪切率、含水率、温度、单一界面活性物质含量、组合界面活性物质含量对高含水油水混合液表观黏度的影响。结果显示,混合液表观黏度随剪切率的增大、含水率的增加、温度的升高而逐渐减小,呈现出剪切稀释性,而且该性质随着温度的升高或含水率的增加而逐渐减弱;混合液表观黏度随沥青质、胶质、蜡、机械杂质等单一界面活性物质含量的变化并没有显著规律性,而随组合界面活性物质含量的增加而逐渐增大;混合液表观黏度并不依赖于某一种界面活性物质,而是与原油中典型界面活性物质的总含量密切相关,受各种界面活性物质协同作用的影响。通过回归分析,建立了高含水油水混合液黏度计算模型,模型计算结果的平均相对偏差为7.8%。     

Hessian方程黏性解的正则性

利用逼近理论及强极值原理给出了Hessian方程黏性解的C^1,1正则性。     

水平固液两相管流平衡砂床高度计算的概率模型

根据水流紊动理论 ,将砂床表面流体瞬时流速视为正态分布的随机变量 ,将颗粒运动状态转换视为随机事件 ,分析了状态转换事件概率及最终状态概率的数字特征。根据最终状态概率代表颗粒运动趋势的原理 ,砂床高度的变化应是床层表面颗粒运动状态转换的结果。根据平衡砂床高度与摩阻流速和平均流速的关系 ,建立了计算水平固液两相管流平衡砂床高度的概率模型。该模型的计算结果表明 ,砂床高度随排量变化的曲线在管子中心点位置处均出现明显的拐点。将计算结果与实验结果进行了对比 ,平均相对误差为 8.4 8% ,能够满足工程计算要求。