旋流型管壁取样分配器分流特性

试制一种特殊的T型三通管结构取样器,8个取样孔均匀布置在管壁周围,取样孔上游布置有旋流叶片用于流型调整。研究气液两相流通过该分配器的流动特性。采用Euler气液两相流模型和雷诺应力模型,通过数值模拟方法分析节流元件尺寸对分配器分流特性的影响,并在多相流试验环道上开展试验研究。结果表明:旋流取样分配器特性受节流元件尺寸影响显著,前后压力场的变化是分流系数发生变化的根本原因。     

颗粒流体两相流模拟方法的讨论和展望

根据建立模型时对系统分解方法的不同,将颗粒流体两相流模型分为双介质模型和两相模型两类。通过分析颗粒流体两相流的流动特性和两类模型的优缺点,提出了结合两类模型的模拟方法,即:用两相模型分析系统的不均匀结构、操作模式和流域转换,用双介质模型分析均匀系统流场和动态行为,对于非均匀颗粒流体系统结合两类模型,实现对颗粒流体两相流流动特性的完整认识。     

板式换热器内两相流流量分配的模拟及实验验证

针对带有分配器的钎焊板式换热器内各支路的气液流量分配特性建立了预测模型.基于各支路的压降平衡方程,分别建立了板间流道和分配器流道压降计算模型;基于分配器处的气液分离关系方程,分别建立了两相流体在分配器处相分离和在分配器入口处液膜分布的计算模型.通过将压降平衡方程、气液分离方程分开迭代计算,开发了适用于模型的求解算法.模拟结果与实验测试数据对比表明,换热器总压降的相对误差在±20%以内,两相区高度的相对误差在±13%以内.     

Kenics型静态管道混合器内污泥药剂混合最佳药剂流速

污泥处理工艺中,需对原污泥添加药剂,文章选用Kenics型静态管道混合器(简称SK型管道混合器)对污泥与药剂进行混合。利用Gambit软件对SK型管道混合器内流体进行三维建模,结合Fluent软件选用Mixture多相流模型对管道混合器内污泥、药剂两相流进行模拟仿真,得到不同药剂流速下药剂相的体积分数云图,得出两相混合均匀所需混合单元数与药剂流速的关系曲线。通过实验验证,仿真与实验结果最大误差在10%以内,所分析的SK型管道混合器最佳药剂流速为1.0m/s时,两相混合均匀所需的混合单元数最少,为7.5个。     

湿喷机喷嘴流场仿真分析

为了研究湿喷机喷嘴出口混凝土的均匀程度,根据湿喷机喷嘴流场的结构建立物理模型,再根据流体动力学方程建立混合流体在喷头内部流场中的力学模型,得到混合流体在喷嘴流场出口的理论速度和理论压力。然后利用Gambit软件对湿喷机喷嘴内流体进行三维建模,结合CFD软件Fluent选用RNG湍流模型与多相流中的欧拉模型,对喷嘴内气固两相流进行仿真计算,得到喷嘴内流体的压力、速度云图和相体积分数云图。在此基础上分析混合流体在出口截面上各相的体积分数,得到了混合物中空气的均匀度为93.88%。研究结果表明:通过将理论值与仿真值进行对比,发现混合流体的理论值与仿真值较为接近;在喷嘴出口处混凝土和空气混合的很均匀;通过混凝土喷射试验验证了仿真计算的正确性,且现有的喷嘴结构具有一定的合理性,并为今后喷嘴结构的改进与优化提供依据。     

两相流体脉动流动时的传热以及受热壁面状况对传热的影响

本文发表了氟里昂-11在六种不同内壁面状况的垂直管中蒸发且脉动流动时的沸腾传热试验数据,以及用高速摄影观察研究的结果.研究结果归纳成计算式,N_u=190C_s(P/P_c)~(0.25)((qD_e)/(▽h_(vμ_e))~(0.7)e~(-0.125x)可用以预测这一流动工况下两相流动的传热系数.     

氟里昂导热系数的曲线拟合

由于目前氟里昂在工作温度范围内的导热系数数据很少,有的数据也是残缺不全,不能满足ORC系统设计者的需要。本文对8种常用的氟里昂的导热系数,在100～400K范围内求出拟合公式。根据这些经验公式,就可以计算各种氟里昂在各种温度下的导热系数值(在公式的适用温度范围内)。计算值与实验值比较,7种氟里昂的最大相对误差都小于2.83％,证明计算结果是可靠的。     

三相流体非均匀饱和多孔岩石声学模拟与分析

多孔岩石岩性、孔隙度、渗透率变化,导致流体饱和度在储层中非均匀分布.传统的基于流体均匀混合的双相介质模型不能用于计算流体非均匀饱和岩石的声学性质（纵、横波速度）.依据三相流体Brooks-Corey模型、Gassmann理论和边界理论提出了有效计算中观尺度下非均质多孔岩石三相流体非均匀饱和时岩石声学性质的方法,为研究三相流体非均匀分布对岩石声学性质影响提供理论与方法,并建立了在毛管压力平衡状态下非均匀饱和多孔岩石声学性质与总含水饱和度的定量关系.揭示了不同流体饱和状态下纵、横波速度随总含水饱和度的变化规律.实例模拟分析表明,多种岩性岩石组成的多孔岩石储层三相流体非均匀饱和时,纵波速度随总含水饱和度的变化趋于连续变化,而流体均匀饱和岩石,仅在接近完全含水时,纵波速度有明显变化.流体饱和度分布均匀与否对横波速度没有影响,但岩石三相流体饱和与两相流体饱和时相比,横波速度随总含水饱和度的变化特征更加复杂.     

一种具有全局最优的神经网络BP算法

建立了描述上半周加热、下半周绝热不均匀热流边界条件下的水平管内受迫层流与自然对流叠加的混合对流换热的数学模型。该模型考虑了管壁导热和流体的变物性，研究了不同流体（水和乙二醇水溶液）、不同热流方向对对流换热的影响。同时也进行了上半周加热、下半周绝热边界条件下的水平管内混合对流换热的实验研究。理论和实验研究的结果都表明了，重力场对水平管内流体层流对流换热的影响，为在地面重力场中进行模拟太空微重力环境中的空间辐射器的传热实验研究提供了必要的理论和实验依据。     

定容燃烧弹内流体介质的初始温度场分布

基于Fluent软件对加热状态下圆柱形定容燃烧弹内的初始温度场进行模拟,并与实验值进行对比,结果验证了模拟结果的准确性.模拟结果表明,在加热状态下,弹内流体介质温度呈现沿重力方向先下降后上升的变化趋势,且随着弹内温度升高,弹内流体介质温度场不均匀性增大.加热带电压分别为90 V、120 V和150 V时,该定容燃烧弹初始温度认定的误差最大可达25 K、40 K和60 K,流体介质在沿重力方向上的最大温差分别达14 K、23 K和35 K,弹内流体呈现沿两侧玻璃内表面向下流动至容弹底部中间区域交汇的趋势.同时,模拟结果也表明,在定容弹外壁均布热源以及对玻璃视窗进行加热有利于改善定容弹内流体介质温度场的不均匀性.     

混合导体氧化物SrFeCo_(0.5)O_(3-x)的微波混合加热合成

采用微波混合加热方法(即微波加热+电阻加热)和常规加热方法合成了混合导体氧化物SrFeCo05O3-x粉末·利用XRD,SEM/EDX测试手段对两种方法合成粉末的物相结构,形貌及化学成分进行了分析·结果表明,微波混合加热与常规加热合成粉末的结晶相结构类型相同,但是结晶相比例存在差异·微波混合加热法得到的主相属于立方钙钛矿结构;常规加热法得到的主相属于正交结构·微波混合加热制备的粉末颗粒尺寸分布较均匀,结晶度较好·     

新型三次采油用静态混合器组合的性能研究

油田聚合物驱油过程中,油田采出水与高浓度聚合物溶液的混合过程所使用的静态混合器的混合效果很大程度上影响着采油效率.针对目前油田常用静态混合器能耗较高、混合效果不好等问题,开发了一种新型静态混合器组合.基于计算流体力学理论,通过数值模拟与实验测试研究流体在混合器内的流动情况及混合效果,并与两种工业用混合器的性能进行了对比.研究结果表明:模拟结果与实验数据拟合较好;该混合器组合能耗较低,流体流经混合器组合后浓度分布均匀,完全适用于油田聚合物驱油过程.     

管壁导热对管内流动流体热边界条件的影响

对层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热进行了计算 ,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对内管壁处流体热边界条件均匀性的影响。研究结果表明 ,即使在管外壁均匀加热 (或冷却 )的情况下 ,管壁导热也使得内管壁处流体的热边界条件出现明显的不均匀性。影响这种不均匀性的主要因素是Peclet数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对加热长度及管壁相对厚度等无量纲参数。为了改善管内壁处流体的热边界条件以提高对流换热实验结果的精度和可靠性 ,在保证管外壁加热 (或冷却 )均匀性的前提下 ,一定要尽可能采用足够长的薄壁管做对流换热实验的加热段。此外 ,试件的材料与拟采用的加热方式有关。恒壁温加热时要选用导热系数大的材料 ,而恒热流加热时 (如外绕加热丝加热或管壁直接通电加热 )则应选用导热系数较小的材料     

有机朗肯循环(ORC)常用工质的动力粘度计算

鉴于目前氟里昂在工作温度范围内的动力粘度数据很少,有的数据也是残缺不全,或是温度间隔过大,难以满足设计计算的要求。本文应用最小二乘法对八种常用的氟里昂的动力粘度,在100～450K 范围内求出拟合公式,再将其计算结果编制成可供ORC 系统设计者使用的数据表。计算值与实验值比较除 R—12的相对误差为3.6%外,其它氟里昂的误差都小于1.4%,证明计算结果是可靠的。     

模拟两相流动问题的修正扩展有限元方法

基于SUPG/PSPG稳定化方法,在处理两相流不连续问题时,引入修正扩展有限元方法使混合单元附加形函数满足单位分解原理,给出一种模拟两相流体流动问题的扩展有限元方法.在模拟两相流体流动过程中采用水平集方法捕捉流体运动界面.利用编制的计算程序模拟液体自由晃动问题,数值模拟结果与理论解一致.进一步采用本文方法和有限元方法模拟了溃坝流动问题,并将数值结果与实验结果进行比较,结果表明本文方法更有效.本文方法能够准确捕捉流体运动过程中两相界面的变化,且具有在计算过程中无需进行网格重构的优点.     

潜水搅拌器安装角度对盐泥水洗搅拌效果的影响

针对传统搅拌桨型无法满足盐泥水洗搅拌的问题,提出了双潜水搅拌式水洗设备,借助Fluent17.0软件,采用MRF法、标准k-ε湍流模型,对该水洗设备中盐泥-水洗剂混合过程进行数值模拟,以流速场、混合时间、单位体积混合能、盐泥体积分数标准差、湍动能以及湍动能耗散率为指标,研究了搅拌叶轮转速为480 r/min时,水洗设备内双潜水搅拌器以不同安装角度下的混合特性,并通过实验验证模拟仿真的有效性。研究结果表明:各安装角度下的搅拌流速场不具对称性,近潜水搅拌器的流体区域流动较为紊乱,安装角度α为20°时,整个流体域内低流速区占比小,远离搅拌器的下游处流速较高且分布均匀,两相混合时间和混合时间数最小,混合均匀度最佳,适用于快速式搅拌模式;α为40°时,湍动能耗散率最小,单位体积混合能最小,可达到最佳的节能效果,适用于持久式搅拌模式。实验结果表明数值模拟结论有效,可为盐泥的高效水洗处理提供一定的参考。     

锥体锥度对油气分配器液相分配性能的影响分析

建立了油气润滑系统中油气分配器的仿真模型,基于该模型仿真了分配器分配界面油气两相的分布,计算了不同锥度时出口的液相分流系数,分析了锥体锥度对油气分配器液相分配性能的影响。结果表明,锥体锥度的增加可以在一定程度上提高油气分配器对油液分配的均匀性和稳定性。     

低沸点混合工质定容式PVTx实验装置

本文详细地介绍了自制低沸点工质定容式PVT_x实验装置的实验原理、功能及技术指标。这套装置系全部采用国产仪器和设备,其温度测量范围为-30～200℃,压力测量范围为负压～60bar。文中详细介绍了试验块体积的标定方法和实验数据偏差分析。利用这套装置,对国产氟里昂R12等五种纯、混合工质进行了试验,有关R12(150组)的实验情况及偏差比较,附有详尽的数据表格及与美国手册[1]比较的结果。     

用均速管测量汽水两相流体的流量或干度

本文从分相动量模型出发,提出了用均速管对汽液两相流体进行单参数测量的关系式,分析了动量交换因子J和滑移比s的影响,并进行了试验研究。结果表明:在干度x为0.85～1的范围内,用均速管进行汽液双相流体的单参数测量并用分相模型处理数据时,均方差为2.81%;用均相模型处理数据时,均方差为5.18%。     

垂直环形狭缝干涸后弥散流换热研究

以去离子水为工质的两相流体,当其由下向上流过电加热的同心环形套管时,对其进行了干涸后换热试验研究,用测量的试验数据拟合格罗尼费尔特（Groeneveld）和波洛米束（Polomik）公式,发现拟合出的系数存在较大分散度,表明该公式不适合狭缝中低质量流速的工况,采用多元线性回归方法,结合环形狭缝在内、外管分别加热的特点,引入了内、外管较大的热流密度与其平均值的比值,氦事出了新的换热公式,该公式与低质量流速下狭缝干涸后换热的试验数据符合得较好。