润滑脂在钢管中流动的壁滑移实验和研究

根据Mooney方法按边界层理论建立了研究管道流动的两个基本公式:壁滑移速度是由管壁的粗糙度和材料决定,不随管径变化;扣除壁滑移后的真实流变模型与管径无关.研究了润滑脂粘弹性、触变性、壁滑移等因素对流变特性的影响,研制了适宜壁滑移研究的高精度管流流变仪,制定了合理的实验步骤和测试方法,尽量消除其他因素的影响,分离壁滑移流动;在3种直径的钢管中进行流变试验,验证了两个基本公式,建立了适应任一管径流动阻力方程,计算各种管路的压降;证实了管径越小减阻效果越好,但管径小流动阻力大,应合理选择管径;减阻效果还与壁滑移速度成正比,提出了研究管壁与壁滑移速度关系的新课题.为在润滑脂集中润滑系统中研究管道输送特性提供了理论和实验基础.     

润滑脂在钢管中含壁滑移流动的阻力特性

以符合Herschel-Bulkley流变模型的润滑脂为试样,以在钢管中的壁滑移实验为基础,系统研究了阻力特性．通过含壁滑移的流动方程研究了壁滑移减阻,得出管径越小、壁滑移速度越大减阻效果越好的结论,为在集中润滑管道输送系统设计中合理地选择管径、管壁材料等提供了理论和实验依据;用量纲分析图解和近似解两种方法,求解了Herschel-Bulkley流动方程的阻力,并通过三维优化计算使得近似解与精确解偏差较小,使得近似解更加实用;推导了层流向紊流转变的判据和转变点速度的临界值．     

一个大管径流量监测方法的尝试

本文根据大管径汽水管道焊接弯管的阻力特性,尝试了一个利用焊接弯管监测流量的方法、该方法简便、实用,满足工程要求。     

无相变流体在内斜齿螺旋槽管内强化对流换热与阻力特性的实验研究

对内斜齿螺旋槽管强化传热机理进行了理论分析，用实验方法研究了水在三种不同管径的内斜齿螺旋槽管内的流动和换热特性，测得了不同工况下的表面传热系数和动摩擦因数，拟合出所测参数范围内的动摩擦因数，和Nusselt数准则方程，并与相同管径光管的换热效果进行了比较。结果表明：无论在哪种工况下，内斜齿螺旋槽管的换热性能优于相同管径的光管。     

内环肋管道中湍流流动与换热的数值模拟

摘要：采用K-ε模型和壁面函数法对内环肋管道的湍流流动和换热进行了数值模拟．全面分析了流动特性对换热的影响，包括阻力因子和换热系数随雷诺数、肋高比和肋距比的变化关系．结果表明，努谢尔特数随雷诺数的增大近似线性增大，在肋高与管径之比为0.04～0.12，Re=20000～70000内，肋间距与管径之比为8时，阻力系数与努谢尔特数将达到最大．从而得到确定内环肋管道换热规律的重要依据．     

摇摆对单相自然循环系统流动特性的影响分析

针对摇摆对加热段为窄矩形通道的自然循环系统单相流动特性的影响,开展了实验研究。为了进一步分析摇摆对流动特性的影响机理,采用自主开发的系统分析程序,对实验工况下的系统行为进行了数值模拟。结果表明:在实验参数范围内,角加速度幅值是摇摆影响质量流量的本征量。当热工参数相同时,角加速度的幅值越大,摇摆运动下的时均流量与静止时的流量比值越小。基于静止条件下的阻力关系式开发的程序,可以较好地模拟摇摆条件下单相自然循环流动特性。摇摆引起的流量波动是摇摆对单相自然循环流动阻力特性影响的主要机制。     

流体绕流椭圆管束流阻特性的数值模拟

利用ANSYSFLOTRAN模块，对流体绕流顺排椭圆管束流动特性进行了数值模拟。讨论横向节距及管束排数的变化对阻力特性的影响，给出了阻力系数随横向节距和管束排数变化的分布规律。模拟结果与实验结果对比表明，流体绕流顺排椭圆管束的流动阻力模拟值与实验值相对误差在8％以内，随雷诺数的增大呈下降趋势分布，小节距排列方式其流动阻力明显小于大节距排列。随管束排数的增加，阻力系数迅速下降，当管束排数大于8后，则不再有明显变化。     

应用DES方法模拟非定常空泡流动

在水下运动的水翼表面的局部低压区会形成空泡,而空泡具有随时间变化的非定常特性.采用DES(dettached eddy simulation)方法模拟绕水翼空泡流动的非定常特性.模拟了空泡的发生、发展、破灭、脱落的非定常过程,获得了空泡的发展、演变过程中水翼升力、阻力随时间变化的情况.模拟结果表明,空泡流动表现出明显的周期性特征;水翼的升力、阻力的周期性波动表现出同步变化的特征.将模拟结果与实验数据对比显示该方法可以准确地模拟空泡流动.     

S形复合管道周期流动的数值研究

采用贴体坐标系下的SIMPLE方法研究了S形复合管道中三维周期性充分发展的层流流动.对流项采用一阶迎风格式和QUICK格式相结合的方法，保证了解的收敛性和高精度特性.数值实验表明，在一个流动周期内，S形复合管道中前后两个半圆弧段中的流动结构一致，但二次流旋转方向和轴向速度的偏移方向相反.曲率对流动有很大的影响，曲率越大轴向速度的最大值越小，二次流的最大值越大.在前后半个周期开始阶段，二次流都有一个突然变小和改变旋转方向的过程.流动阻力随着曲率的增大而增大.     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了Ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式以及气－液两相充体流动阻力的计算方法。和文献中所报道的结果基本相同。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

无相变流体在内斜齿螺旋槽管内强化对流换热与阻力特性的实验研究

对内斜齿螺旋槽管强化传热机理进行了理论分析 .用实验方法研究了水在三种不同管径的内斜齿螺旋槽管内的流动和换热特性 ,测得了不同工况下的表面传热系数和动摩擦因数 ,拟合出所测参数范围内的动摩擦因数f和Nusselt数准则方程 ,并与相同管径光管的换热效果进行了比较 .结果表明 :无论在哪种工况下 ,内斜齿螺旋槽管的换热性能优于相同管径的光管 .     

温度影响下的充填料浆大流量管输流态演化

推导了综合雷诺数与料浆温度的数学模型,建立了料浆管道输送L管模型,基于数值模拟研究不同温度、管径及初始流速下的料浆输送阻力损失变化特征.结果表明:随料浆温度升高,综合雷诺数增加,经判断本试验料浆流态均为结构流;利用环管试验数据进行验证,料浆流动模型所测误差为4.9%及5.3%,说明该模型具有合理性与可靠性;随料浆温度升高,料浆输送阻力损失减小;随管径增大,料浆阻力损失降低,变化趋势逐渐减缓,平均减小率分别为24.5%和10.9%,阻力损失"拐点"管径为190 mm;随初始流速增加,料浆输送阻力损失增大,增加趋势随流速增大而变大,平均增长率分别是10.7%和17.7%,存在阻力损失"转折点"流速为2.4 m/s;建议矿山充填管道输送参数选取管径190 mm,初始流速2.4 m/s,温度保持在30～50℃.     

过滤介质流体力学特性的正确评估

本文用介质阻力系数ξ值替代传统过滤理论中的介质阻力常量ｑ＿ｅ值，以正确评估过滤介质的流体力学特性，提高介质阻力特性的可比性；在实验测试的基础上研究了板式过滤介质阻力系数及其影响因素。研究结果表明：合成纤维滤板可压缩性小，介质阻力特性稳定，是板式过滤介质的更新换代产品。     

细长孔液阻特性实验公式的修正

液体流动阻力特性可以用液阻特性指数表示。通过分析和计算,对液阻特性指数的实验公式进行了修正。经过实验论证,修正后的实验公式与理论分析是一致的,从而解决了流体动力控制中长期以来被忽视的一个问题。     

含沙水水轮机导水部件模型实验装置

叙述了新研制的含沙水水机导水部件模型实验装置的设计，功能及测试方法，该装置简单，功能多，可用于水轮机引水，导水部件的流场研究与方案对比，也可用于含沙水流在管路及阀门中的流动及水泵工作特性研究；提出的含沙水时流场测压的内外平衡法，解决了测压孔易堵塞的难题。     

制冷剂在微流道内单相流动的阻力与换热特性

对典型制冷剂R12在微流道中的单相流动阻力特性和换热特性进行了实验研究．实验结果表明,微流道中的流动力及换热特性与常规尺度流道中的有很大差异．层流的阻力系数高于常规尺度流道中的阻力系数,流态由层流向紊流过渡的临界雷诺数也比常规尺度流道减小．     

Kenics型静态混合器流动阻力的实验研究

本文分析了ｋｅｎｉｃｓ型静态混合器的工作原理，分别以空气和水为实验介质，测定了静态混合器中的流动阻力，得出了单相流体流动摩擦系数ｆ与雷诺数的关联式（测量范围Ｒｅ＝７１１──１５４７７）──７５４７７）以及气──液两相流体流动阻力的计算方法（适用范围：气相雷诺数ＲｅＧ＝７１１──４７４６，液相雷诺数ＲｅＤ＝１２８９──１５４７７），和文献中所报道的结果基本相。文中还分析了静态混合元件对流动阻力的影响。     

流量差异和管径突变对立管流动状态的影响

为探究深海T型管流量差异和管径突变对立管管内流动特性参数的影响,以南海某油气田为研究对象,通过数值模拟的方法进行了研究。结果表明,立管管内流动状态受到水平管段内总流量影响,与其分支管段流量的关系不明显;当水平管段管径保持不变的条件下,在立管直径DC为0.03 m、0.06～0.12 m和0.24 m时,立管相关参数的变化规律不同;当立管管径发生突变时,管内流动参数的变化主要与其最小管径有关。     

岩石摩擦机制及基本摩擦角

从屈服流动观点讨论了岩石摩擦机制,发现岩石摩擦主要来自三个方面,即屈服流动阻力,表面起伏引起的爬坡阻力和粗糙引起的咬合阻力。根据屈服流动机制不但可以说明岩石的高压摩擦特性(高压下摩擦与岩石种类及表面粗糙度无关),而且还推导出了岩石的基本摩擦角ψ_b=30°。这一数值和收集的大量实验结果是符合的。     

润滑脂管内流动产生壁滑移时的动能修正系数

通过理论分析与实验研究,证实了管内流动的润滑脂在所实验的剪切速率范围内均产生壁滑移现象;以含壁滑移影响的流变方程为基础,推导了动能修正系数理论公式;为了工程应用方便,根据理论公式的量纲分析和实验总结,首次建立了含有壁滑移影响的动能修正系数准则方程,该准则方程简单实用,与理论公式较吻合,且适用于实验范围内的不同管径,为研究润滑脂集中润滑系统的管道流动特性提供了一种新的简便方法;它不仅适用于有壁滑移的Herschel—Bulkley流体,也适用于有壁滑移的宾汉流体和幂律流体。