离心式固液两相流泵动量积分解

借助于第一形状因子，通过变换动量积分方程，得出了与布拉休斯(H.Blasius)的准确解相近的离心式固液两相流泵叶片边界层动量积分方程的解，使得固液两相流泵的边界层分析成为可能。并通过实例验证了所给方程的解是唯一的，稳定的，收敛的。该解答对于离心式固液两相流泵叶片形状的设计具有一定的指导意义。     

离心式固液两相流泵扬程的改进算法

为推导出改进的两相流泵的扬程计算公式,分析了离心式固液两相流泵泵内的固相颗粒的运动,对其进行受力分析并建立固体颗粒运动方程,继而得出了固相影响因子的表达式,并利用余刚等人所总结的经验系数,对固相影响因子进行求解.该公式表达形式上较传统离心式固液两相流泵的扬程计算公式更为简捷,更有利于工程推广.通过与参考文献中提供实测数据对比分析,该计算公式所计算扬程与实测值规律吻合,且误差基本在1.2%内,计算出的浆体扬程准确度高,相对误差很小且稳定,表明所推导的离心式固液两相流泵计算方法具有一定的工程实用价值.     

运用CFD-DEM耦合模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动

 对于泵内固液两相流数值模拟,一般方法是将固体颗粒相视为拟流体,采用多相流的CFD 方法进行计算,但这难以体现固体颗粒形状大小、碰撞、凝聚和分离等特性。本文以工程中常用的IS 型离心泵作为研究对象,运用DEM 离散元法结合CFD 方法,采用EDEM-Fluent 耦合,模拟计算离心泵内非稳态固液两相流动,探索泵内固体颗粒群运动规律及其对外特性的影响。计算采用的固体颗粒密度为1500 kg/m³,泵入口固相体积率为15%,粒径在1.0～3.0 mm 范围内随机变化。计算得到了固液两相泵随时间的外特性变化,包括泵扬程、泵内固体颗粒体积的变化规律;得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和固相体积率分布等有价值的结果。     

固液两相流泵的研究现状分析

本文分别从内特性、外特性两方面对国内固液两相流泵的研究进展进行分析。在内特性研究中分别介绍了泵内固体相流动规律的研究和泵内两相流的常用数学模型,外特性研究主要是探索过流部件几何参数对泵性能的影响规律。文中还给出了对固液旋流泵内部流场进行了全流道三维数值模拟结果。     

离心式固液两相流泵叶片边界层动量积分

离心式固液两相流泵叶片的边界层的理论分析，可以为分析流体在叶片表面沿程阻力提供基础，进一步也可以为确定叶片型线提供理论依据。建立了离心式固液两相流泵叶片边界层方程，为求解含有固体扰动项的粘性流体的边界层方程，引入了固相扰动因子和边界层厚度系数，它是进一步分析固液两相流泵叶片边界层及叶片解析设计的基础，同时也降低了由于边界条件的构造和构造含有扰动项的动量积分方程及其求解的难度。     

两相泵的汽蚀性能和吸泥高度

从固液两相流管中流动的伯努利方程,推导出固液两相流泵的汽蚀基本方程及其装置汽蚀余量和泵的汽蚀余量的理论表达式;在两相流不发生汽蚀时,推导出两相流泵的理论吸泥高度.研究结果表明随着两相流泵输送两相流中的固体颗粒体积分数φ和两相流的密度ρm增加,两相流泵的装置汽蚀余量减少,泵的汽蚀余量增加,两相流泵容易发生汽蚀破坏.     

煤层气井有杆泵内煤粉沉积的影响因素分析

依据固液两相流理论,建立了煤层气井煤粉在有杆抽油泵内的数学模型,对煤粉在泵内的运动规律进行了分析,通过求解煤层气井有杆泵内固液两相流模型及仿真分析,得到了煤粉颗粒直径、井液的入泵速度及井液中煤粉颗粒浓度等参数对有杆泵内煤粉沉积的影响,利用固体颗粒在泵筒和柱塞间隙的磨损特性,分析了煤粉对有杆泵使用寿命的影响并给出了延长检泵周期,提高泵的使用寿命的措施。结果表明：有杆泵内下端煤粉浓度较大,分布非常不均匀;有杆泵内煤粉颗粒速度分布不均匀,湍流现象比较严重,煤粉颗粒主要沉积在固定阀入口两侧。煤粉粒径越小、井液入泵速度越大和井液中颗粒浓度越小可减少煤粉在有杆泵内的沉积。在排采的过程中通过连续、稳定、缓慢的降压,减少储层出煤粉;合理调节排采系统的冲程、冲次,通过改变泵的排量提高泵入口的流速,可减小煤粉在有杆泵内的沉积,使进入泵中的煤粉尽量排出泵外进入抽油杆和油管环空,以减少煤粉对有杆泵的影响。     

双吸式离心泵的固液两相流设计探讨

根据对黄河两岸扬水站使用的双吸式离心泵的大量调查，针对普遍存在的泵效率 低和磨损严重的事实，按固液两相流理论设计了与６ｓｈ－９双吸泵体相匹配的叶轮，利 用６ｓｈ－９泵的泵体，组装成６ＸＹＰ２泵，并对６ｓｈ－９和６ＸＹＰ２泵进行了全面的性能 实验。依据实验结果，系统地总结了在不同含砂量下泵的性能变化规律，并对双吸式离 心泵固液两相流设计理论进行了探讨研究，得到了一些初步的结论。     

深海采矿提升泵的数值模拟分析

针对深海底矿物粗颗粒浆体在提升泵内的流动问题，提出了一种新型粗颗粒-均质浆体两相流动模型．采用流体动力学软件CFX对两级提升泵内的粗颗粒固-液两相湍流进行了数值模拟.计算获得了粗颗粒在提升泵内的流动特征及其泵工作特性的仿真结果，并与两级提升泵的性能试验结果进行对比，两者能较好地吻合，从而验证了该两相流动模型和数值模拟的有效性和准确性.     

基于结构化网格的两级矿浆泵数值模拟分析

为了研究深海采矿两级矿浆泵泵内固液流体流动规律及工作性能,采用计算流体动力学软件CFD对两级矿浆泵泵内的固液两相湍流进行了数值模拟和性能预测.阐述了矿浆泵计算流道区域的拓扑块划分方法和结构化网格生成方法;采用RNGκ-ε湍流模型和多参考坐标系,进行全三维流场数值模拟,分析了矿浆泵内流场的压力分布、流速分布和湍动能分布,进而计算出不同颗粒属性的泵的特性曲线.研究表明,颗粒属性对矿浆泵工作性能有重要影响,在颗粒体积分数相同的条件下,泵的扬程和效率均随颗粒粒径的减小而增大.颗粒的体积分数适宜控制在5%~10%左右.     

荷电气—液两相同轴圆射流的LDV研究

静电喷雾技术在许多领域得到广泛应用,但对荷电气两相流的理论研究尚不深入笔者通过采用二维激光多普勒测速系统（ Ｌ Ｄ Ｖ） 对荷电气—液两相同轴圆射流进行了实验研究,就电场作用下液滴直径的分布、荷电气液两相流的速度分布进行了分析,并给出了相间运动规律,为荷电两相湍流的深入研究提供了一定的试验依据     

基于子波分析的气液两相流中相的识别

两相流的辨识技术较为困难。用热膜测速仪测量得到气液两相流信号，提出用子波分析的方法从气液两相湍流瞬时脉动速度信号中识别气泡结构的条件采样方法。利用子波能谱分析的能量最大准则，得到了一种用子波分析自动识别气液两相流中气液两相的新方法，该方法避免了人为确定阂值对经验的依赖性。     

水平气井井筒气液两相流型预测

准确判断产水水平气井井筒流型是预测其井筒压降、合理制定排水采气方案的关键。水平井沿流向井斜角从90 °到0连续变化,目前尚无描述水平井两相流动的统一流型图,只能分别采用描述水平管、倾斜管和垂直管的3个流型图来分段处理,各流型图实验条件差异大;且产水气井日产水量极小,气液比极高,易超出工程常用气液两相管流流型图的坐标值范围,导致其预测结果误差大。为此研制了水平段-倾斜段-垂直段的水平井空气-水两相流动模拟实验装置,考虑产水气井特高气液比的特点开展了7组管斜角641组水平井气水两相管流流型实验,归纳水平气井的5种流型及其典型特征。引用Duns&Ros定义的无因次气液速度准数,增加管斜角为X轴,绘制了描述水平气井气液两相管流的三维流型图,给出了BP神经网络模型预测水平气井井筒流型的方法。川西气田20口水平气井测压数据验证表明,该流型图预测正确率达90%。     

基于相关法的气-液两相流流型的模糊判别方法

气液两相管流流型的自动识别一直是多相流研究中倍受关注的问题 ,而相关法在气液两相流流量的计量中得到了广泛的应用。在一座试验室规模的多相流综合测试环道上 ,由多传感器系统测得气液两相流动的差压波动信号 ,通过计算传感器间的互相关函数 ,并运用模糊数学理论进行了流型的在线自动识别。实验结果表明 ,此方法是可行的     

In-situ measurement of droplet size distribution by light scattering method

Inversion of droplet size distribution in two-phase flow from light scattering has been considered involved because it is in general reduced to the solution of Fredholm integral equation of the first kind that was always ill-posed. By using the Rosin-Rammler distributiona priori as the particulate size distribution model in the liquid-gas two-phase flow, a method via the solution of a two-parameter nonlinear programming problem to determine the droplet size distribution has been developed. A measurement system based on the technique is designed and applied in the shock test of blades of steam turbine. 100-hours continuous monitoring of the droplets in the liquid-gas two-phase flow of 8.0 Pa and 120 °C was performed and the details of the experiments are given out. It is shown that the technique is simple and efficient for in-situ real time measuring droplets in the liquid-gas two-phase flow. Ye Mao: born in 1973, Ph. D student     

油－气混合物在TEMA－F型壳管式换热器壳侧窗口区的流动特性研究

用空气和０＃柴油混合物作为介质，在常温常压下，对ＴＥＭＡ－Ｆ型理想壳管式换热器窗口区的摩擦压降和截面含气率进行了实验研究，获得了相应的实验关联式。     

并联管路气液两相流分流实验与数值模拟

为了研究气液两相流在并联立管中的分流状况,在实验室中建立了带有并联立管的气液两相流流动回路。建立了气液两相流分流数学模型,通过数值模拟方法对气液两相流分流进行研究。实验过程中发现了并联立管中三种不同的流动状态分别为弹状流-弹状流、搅混流-搅混流以及弹状流-搅混流。实验结果表明当并联立管中的流动状态为弹状流-弹状流时,两根立管中的压降相同,但是并联立管中的液塞排出并不具有同步性,可能产生偏流状况。在气液流速较高的搅混流-搅混流时两相流在并联立管中始终处于均匀分配状态。介于两者之间的弹状流-搅混流,并联立管中的压降产生较大的偏差,气液两相流流量更倾向于搅混流一侧流出,此时并联立管中产生严重的偏流状况。数值模拟过程中,通过对并联立管出口持液率进行监测,在较低的气液速下两相流并不能够均匀分配,但是在较高的气液速下,两相流始终处于均匀分配,可见所建立的数学模型具有良好的准确性。     

Seeing a new dimension-The past decade’s developments on electrical impedance tomography

Multi-component and multiphase fluid flows exist in many industrial processes. The phase distribution and interfaces in an aqueous-based process or multiphase flow carries significant information about the processes. Due to the correlation of the multiphase and independency of each phase, the correct measuring of multiphase flow, in the terms of concentration, disperse interface, local velocity and mass flow rate, are of extremely challenged tasks. In 1990s, electrical capacitance tomography was originally developed for oil-water two-phase flow, then electrical resistance tomography was introduced from medical research to process engineering. Significant progress has been made during the past decade and now the technology has been proved as a powerful tool for mapping the concentration and velocity distributions of the second phase in two-phase flows, where electrical impedance differences between the two-phase fluids exist. Previous and current work on electrical resistance tomography by the author and his colleagues are reviewed. Developments on sensor, measurement, image reconstruction and application are also briefly introduced. At the end of the paper, existing challenges and prospect of new dimensions in process tomography are discussed.     

产水气井稳定点二项式产能方程及其应用

对于存在底水、边水、层间水的气藏,在开发过程中,易出现气水两相流动。准确评价气井产能对于合理开发气藏具有重要意义。从渗流力学的基本原理出发,结合质量守恒方程,引入水气比参数,建立气水两相拟稳定渗流的数学模型,推导出气水两相渗流的稳定点二项式产能方程。根据此方程,结合不稳定试井解释资料,以及一个稳定点的数据,能够确定气井开始产水时的无阻流量以及生产过程中不同时间段的无阻流量。作出对应的流入动态关系曲线图,只需在生产过程中测得一个稳定点资料即可,无需单独做产能试井,为准确认识产水气井的产能提供了理论基础。     

液固两相流动系统中固体颗粒浓度和速度的CCD测量

为了研究液固两相流动系统中固体颗粒的浓度和速度随操作条件的变化,开发了适用于液固两相流动体系的电荷耦合器件(CCD)测量系统,该系统可在高空隙率和较宽液速范围内准确测量固体颗粒的速度与浓度,利用该CCD测量系统,对冷模(多管)循环流化床的分布板设计和冷模(单管)液固循环流化床的两相流动特性进行了研究。系统中采用的CCD单场测量方法可用于粒子高速运动情况,测得的颗粒最高运动速度为1．5m／s,测量精度高于奇偶两场的测量精度。