水平井筒变质量流体流动实验研究

设计并建立了水平井筒变质量流体流动的模拟实验装置。对具有射孔完井的水平井筒变质量流动特性进行了实验研究,利用先进的数据采集系统获取了大量的实验数据。对水平井井筒单孔眼段流体的流动阻力损失分析可知,流动阻力由三部分组成：管壁摩擦阻力、加速损失和混合损失。通过对实验数据进行处理,得出了混合损失和主流流速与孔眼流速之间的关系。对于一定的主流流速,混合损失随孔眼流速的增大而增大;对于一定的孔眼流速,混合损失随主流流速的增大而增大,此时流体流入孔眼对水平井筒中流体流动的影响比较显著,从而增加了井筒中流动的复杂性。实验数据的回归结果表明,在本实验条件下,主流流速和孔眼流速是造成混合损失的主要因素。     

绞吸疏浚船泥砂管道输送流速稳定控制研究

针对绞吸疏浚船泥砂管道收砂过程中常规比例积分(PI)控制方法下管道流速存在较大波动的情况,该文采用最小二次型法和模糊法对PI控制器参数进行整定。采用仿真和实验相结合的方法,设计并搭建疏浚泥泵自主调速实验平台,为研究提供实验环境。编写基于LabVIEW软件的监控程序,实现数据采集、存储和闭环控制功能。通过对砂水混合物进行阶跃响应实验和稳定流速实验验证了不同整定方式的PI控制器性能。最小二次型PI与模糊PI控制的抗干扰能力和自适应能力较强,模糊PI控制效果最佳,因此在实际管道输送过程中可以采用模糊PI控制器进行流速控制。     

压电俘能器涡激振动俘能的建模与实验研究

针对微机电系统和传感器等低能耗电子产品的持续供能问题,提出了一种涡激振动式压电俘能器。该俘能器由压电悬臂梁和末端圆柱体组成,结构简单,可在较低水流流速下产生涡激共振,得到较大的能量输出。通过数学建模和实验测试的方法,研究了水流速度和外接电阻对压电俘能器振动和俘能的影响规律。实验结果表明:压电俘能器的振动频率随流速的增大而增大,振动幅值在涡激共振时最大,输出功率受流速和外接电阻两者影响,较小外接电阻适合较高流速,较大电阻适合较低流速,压电俘能器在涡激共振处可获得最大的能量输出,当外接电阻为0.5 MΩ、流速为0.41m/s时,实验测试得到了8.3μW的最大输出功率。数值分析结果与实验测试结果吻合较好,验证了数学模型的正确性。     

测流孔板数值模拟及流量系数的分析

孔板用于压力管道中测量流量,其特点是过流量小、流速低,而资料介绍的孔板流量系数都由模型实验得出.格鲁吉亚卡杜里电站采用跨流域引水方式,其引水道模型实验中采用此测流方法经济实用.本文采用标准k?ε湍流模型对孔板流场进行数值模拟,得到流速分布和流量系数,通过模型实验对低流速孔板的流量系数进行了验证,两者结果完全一致.在上述电站引水道模型试验中采用孔板测流的流量系数,试验结果完全满足精度要求.     

成品油管道内杂质运移临界流速及其影响因素

利用自主搭建的实验环道,开展了不同颗粒加入量、不同管道倾角下的油携杂质实验;并用FluentDEM耦合的方法,模拟了实验条件下颗粒被清除出管道的临界流速,与实验结果对照后发现,该模拟方法能有效预测颗粒在管道内的临界流速。基于该模型,进一步讨论了颗粒构型、颗粒密度、管径等参数对临界流速的影响。结果表明:颗粒易在管道的上倾-水平段沉积;临界流速与管道倾角成正比;颗粒的球度大于0.90时,临界流速随着球度的增大而减小;在数值模拟的范围内,临界流速几乎不受颗粒密度的影响;随着管径的增大,临界流速减小。     

两相流固体速度测量的改进方法

提出一种气、固两相流的流速测量新方法．首先通过对两个传感器之间的流动噪声输送过程进行分析，建立两个传感器信号之间的数学模型．以此为基础提出流速测量的改进方法．实验结果表明：此方法在两相流流速测量中具有较高的精度和较快的软件运行速度，为两相流流速的在线测量提供了一种有效的手段．     

基于虚拟仪器的超声Doppler管道低流速测量

传统的超声Doppler流量计在管道流量测量中会遇到无法判断流速方向和低流速测量困难等问题。该文基于虚拟仪器平台,将Doppler信号解调到15kHz的中心频率,并运用Zoom-FFT算法对其进行高精度选带频谱分析,然后进行加权平均频率估计,得到被测流体的平均流速及方向,实现了一个新的超声Doppler流量测量系统。超声波探头外夹安装在充满流体介质的不锈钢管道上进行流量测量,实验结果表明该系统不仅可以正确分辨流速方向,还能测量低达0.02m/s的流速,在判断流速方向和低流速测量上比传统超声Doppler流量计更为有效。     

几种特殊流速传感器及其应用

根据工程实验的特殊需要,研制了渠道／湖泊用微型旋桨式流速传感器、垂线流速分布传感器、带升降架的水平线流速分布传感器和潜水型流速传感器,本文介绍了这些传感器的基本结构、测量误差分析,并研究了它们在工程特殊测流问题中的应用。     

环丁砜耐热性测定的研究

本文在等效采用UOP599方法建立环丁砜耐热性测定的基础上,通过对实验条件、试剂用量和指示剂加入量等的考察,改造了仪器连接部分,增加了氮气保护,对实验温度、氮气流速、指示剂用量、滴定反应中取样量、滴定介质及其加入量等进行了选择.确定了方法标准的实验条件和耐热性的表示方法,在兰州石化公司质检中心实验室建立了环丁砜耐热性测定法.该方法的建立有利于公司对进厂的化工原材料环丁砜的质量进行控制.     

低质量流速下环形通道内干涸后传热实验研究

对以水为工质在中压(1 5～6 0MPa)、低质量流速(52 89～84 20kg/(m2·s))下的双面加热环形通道内的流动沸腾干涸后传热进行了实验研究.由实验数据与通用的经验公式进行比较,发现这些关系式适合于中高压、高质量流速工况,而对低压、低质量流速工况存在较大的偏差.考虑了蒸汽物性参数和壁面温度对换热的影响,在Groeneveld公式形式的基础上,引入Polomik公式中壁面温度和饱和温度比值关系的修正因子,分析了影响壁面温度的热流密度、压力和质量流速等因素,得出了一个适合中压、低质量流速下新的干涸后传热计算关系式.该关系式与实验数据吻合较好.     

液体媒质超声波电机的饱和流速特性

为提高液体媒质超声波电机的最高转速，对电机的饱和流速特性进行了理论分析，得出液体媒质中声场的非线性是饱和流速产生的主要原因．在此基础上从液体性质和转子结构角度对其进行了重点的实验研究．在液体性质方面，从液体高度、液体浓度和非线性参数3方面分析了它们对饱和流速的影响，从中得出，存在一个最佳的液位高度和溶液浓度使饱和流速的值达到最大，且饱和流速和非线性参数呈反方向变化．在转子结构方面，从转子直径、叶片高度、叶片数和所用材料密度4方面对饱和流速进行了研究，得出了它们与饱和流速的关系，提出了从控制液位高度、液体质量分数、使用合适类型的液体和转子结构4方面提高电机最高转速，使电机能运行在较宽的范围，实验结果与理论分析结果相一致．     

多点矩阵测量在环保设施中应用研究

烟气流速和烟气流量属于环保监测的重要参数,环保部门对电力企业烟气排放总量的精确测量提出了越来越高的要求。本文介绍了传统烟气流速和烟气流量的监测方法,分析了传统技术方法存在的问题。同时介绍了矩阵测量装置的原理和优势,并对烟气流速、烟气流量监测技术的发展进行了展望。     

叠层板型元件模型临界流速与失稳挠曲线分析

对一个叠层板型堆芯元件实验模型的临界流速进行了理论、数值分析，将该结构视为多层平行梁与整体单梁的对接问题，根据各梁的挠曲线方程及对接处的连续性条件和平衡条件，建立了临界流速和失稳挠曲线方程系数的特征方程，并采用隐式迭代法对其进行数值求解。     

钛合金螺旋盘管原油换热器传热特性研究

为满足采油井场井口采出液（原油）冬季加热的特殊技术需求，解决管壳式、板式、套管式等传统形式换热器在相应使用条件下存在的难以承受高压、尺寸及质量大、制造困难、造价高、易腐蚀、流阻大等问题，设计制作了一台液量为25 m³/d的实际井场钛合金螺旋盘管原油换热器，并搭建了相应传热与流阻测试实验装置。开展了多种工质对在多种流速匹配下的传热性能实验，以及壳程防冻液和管程原油的流阻测试实验。结果表明：在壳程为水或防冻液，管程为原油时，壳侧雷诺数应达到7 000（对应流速0.32 m/s）以上，管程雷诺数应达到2 000（对应流速1.1 m/s）以上，才能获得相对较高的总传热系数；壳程载热介质流速在很宽的范围内流阻都很小，对泵总扬程的影响基本可忽略，壳程流速选择可仅从能量平衡角度考虑；管程原油流动雷诺数在2 000～2 500之间（对应流速1.1～1.3 m/s）,流阻约为50～75 kPa,相当于一般井口回压的3.3%～5.0%,对抽油机的工作基本不会产生影响，此时已获得了较高的总传热系数。基于换热实验数据，对比较接近实验测试结果的一种理论计算模型进行了分析和修正，使其能与实验...     

水平管内油滴分散流摩擦压降特性的实验研究

对水平放置的内径为40mm的钢管内的油水两相流进行了详细的实验研究。针对钢管内油水2相油滴分散流的流型进行了描述,从实验和理论2方面分别对含水率和混合流速等因素对油滴分散流摩擦阻力压降规律的影响进行细致分析。实验表明,含水率和混合流速是影响压降的主要因素,在不同流型下,同一因素对压降规律的影响也有所不同。     

利用热线风速仪对叶轮机械内部脉动流场的实验研究与分析

本文对单丝热线风速仪在叶轮机械内部流场中脉动速度的测量进行实验研究,提出了热线速度校准范围的确定、校准方式等问题的处理方法,分析了温度对热线测量的影响,推导出一个二阶精度的脉动流速测量数据处理公式.结果表明,上述处理办法具有可推广的实用价值.     

换热器螺旋管冷凝换热的数值模拟与实验研究

为了研究换热器螺旋管的冷凝传热性能,对R22制冷剂使用VOF模型在螺旋直径为300mm、螺距为19.52mm、管道直径为9.52mm的换热器螺旋管进行了数值模拟,分析了换热器螺旋管的流场分布特性,研究了流体流速和饱和温度对螺旋管内换热性能的影响。通过实验研究了不同参数对螺旋管内换热性能的影响,对数值模拟的准确性进行验证。实验结果表明,在不同流体流速时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-11%,在不同饱和温度时冷凝换热系数的模拟数据与实验数据之间的相对误差为3%-8%,说明数值模拟方法和结果是合理的。该研究为螺旋管换热器的设计优化以及空调热水器一体机的节能损耗给予了一些参考。     

波形板分离器的冷态实验研究

为了深入研究波形板内的液滴分离和二次携带现象的机理,优化波形板结构,针对波形板汽-水分离器展开了冷态实验分析.实验采用空气与雾化水混合而成的汽水混合物模拟湿蒸汽,分别对无钩、单钩和双钩这三种板型在不同速度下的分离效率进行了测量,并对实验数据进行多元线性回归分析,获得了可以指导设计的波形板分离效率的无量纲经验公式.实验表明:双钩波形板的分离效果最好;在入口流速较低时,提高流速有利于提高分离效率,但在流速超过临界破膜速度6.7 m/s后,二次携带现象明显,导致分离效率降低.     

表面增强型强化管外蒸发换热特性实验研究

介绍了表面增强型蒸发强化管,并对氟利昂制冷工质R22在该管外的沸腾换热进行了实验研究．实验通过对4根不同管型的蒸发强化管进行对比,分析了不同管型参数对管外换热系数的影响．得出结论：4根强化管的总传热系数随流速变化的趋势有所不同;1^#管和3^#管的总传热系数在实验流速范围内相差不大;4^#管的总传热系数随流速的变化曲线最为平坦;2^#管是4根管子中总传热系数随流速变化最大的一根管子．     

基于流固耦合的过桥水管动力特性研究

基于流固耦合理论,采用实验和数值模拟相结合的方法对过桥水管的动力特性进行研究.结果表明:双向流固耦合数值模拟得到的过桥水管的固有频率与实验结果较为相近,在流速变化范围不大的情况下,水体的流速对管道的固有频率影响很小,而且随着流速的增大,管道的固有频率减小;由于管道为弯管,随着速度的增加,水体对管道的压力和拉直作用相应增加,管道的变形和应力也随之增大.