固液两相流设计渣浆泵

本文通过固液两相流的动量方程,初步分析了固液两相流的特点,并简单介绍了应用固液两相流设计渣浆泵的有利之处。１　离心泵叶轮中固液两相流分析１．１　固液两相流的动量方程假设固相由均匀颗粒组成,忽略颗粒之间的作用力：液相作为理想流体处理。由于固液各相的速度场不同,采用两相流体模型,分别建立固液两相流体的动量方用Ｃｖ表示固液两相流体的体积浓度,则在任一体积为Ｖ的两相流体中,液相的体积为（１－Ｃｖ）Ｖ。因此液相的动量方程为：ＤＶｆＤｓ＝ｆｆ－△ＰＰｆ＋Ｆｓ（１－Ｃｖ）ρｆ（１）固相和液相在两相流场中…     

转动式油水分离水力旋流器内部流场的数值计算

采用各向异性ｋ－ε湍流模型及ＳＩＭＰＬＥ算法对转动式油水分离水力刻流器内部单相流场进行了数值计算。计算结果表明：转动式水力旋流器外壳的旋转不仅可以提高流体的切向速度,还可降低流体的湍流粘度,理论预测的压力降与实测值吻合较好。     

斜板间液—液两相的分离（Ⅰ）：液—液两相分层流动和液滴的运动

以Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程为基础，通过假设液－液界面的滑动速度比，导出了液－液分层层流流动速度分布的数学模型及层厚度的计算公式。通过作用于液滴上力的平衡条件来建立液滴的运动方程，分别导出了液滴在连续相及相界面上相对于液体的运动模型。     

光擦除双光束耦合理论和实验研究

章基于光擦除折射率光栅和光束耦合提出了一相新的光折变非线性光学模型。用带导模型和耦合波方程了理论公式。用Ｃｅ：ＫＮＳＢＮ单晶和Ｈｅ－Ｎｅ激光进行了实验验证。结果表明,理论分析和实验结果定性地吻合。     

弹丸跨声速粘性绕流数值计算

用数值模拟方法研究弹丸跨声速绕流的流动特性,数值模拟的出发方程为平均雷诺数的Ｎ－Ｓ方程,湍流模型有用Ｂａｌｄｗｉｎ－Ｌｏｍａｘ模型,数值格式为四阶的ＭＵＳＣＬ ＴＶＤ格式。     

Si_3N_4－MgO－CeO_2陶瓷烧结过程中MgO的自动析晶

作者首次发现了Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在烧结过程中玻璃相自动析晶这一独特现象．对于Ｓｉ３Ｎ４－ＭｇＯ－ＣｅＯ２系陶瓷在１４５０℃，ＭｇＯ－ＣｅＯ２就会与Ｓｉ３Ｎ４颗粒表面的ＳｉＯ２反应形成硅酸盐液相，冷却后则成为玻璃相保留在烧结体中；当烧结温度高于１５５０℃时，作者发现，ＣｅＯ２仍留在玻璃相中，但ＭｇＯ会自动析晶出来，其结果是大大减少了烧结体中严重影响其高温性能的玻璃相的含量，对于提高烧结氮化硅陶瓷的高温性能有重要作用     

金属溶剂萃取体系热力学模型建立方法的研究

直接用活度方程代入化学平衡方程．以萃取体系平衡有机相中萃合物浓度的计算值与实验值的标准偏差为目标函数．得到萃取热力学平衡常数和活度方程参数．摒弃了气相色谱的实验测定和图解积分计算．使热力学模型建立大大减少了实验和数据处理工作量。用ＴＢＰ－ＨＮＯ３，ＴＢＰ－ＵＯ２（ＮＯ３）２，Ｄ２ＥＨＰＡ－ＣｕＣｌ２和Ｄ２ＥＨＰＡ－ＬａＣｌ３等不同萃取体系对此方法进行了检验；来用的有机相活度模型有：Ｓｃａｔｃｈａｒｄ－Ｈｉｌｄｅｒｂｒａｎｄ方程（加 Ｆｌｏｒｙ－Ｈｕｇｇｉｎｓ修正）、 ＮＲＴＬ方程（加 ＦＨ修正项）、 ＵＮＩＱＵＡＣ方程和ＵＮＩＦＡＣ方程。文中提供了上述４种活度方程的参数．这些参数均可在全浓度范围内进行组分活度系数以及相平衡浓度的估算。     

O‘—Sialon—ZrO2—SiC复合材料的合成势和学分析及其制备

在分析、绘制Ｓｉ－Ｏ－Ｎ三维立体参数状态图基础上,采用纯原料合成了Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料,对结果用ＸＺＲＤ、ＴＥＭ进行分析,验证热力深 可靠性,结果表明：Ｏ’－Ｓｉａｌｏｎ－ＺｒＯ２－ＳｉＣ复合材料中,主晶相Ｏ‘－Ｓｉａｌｏｎ彼此之间构成网络状态结构,ＺｒＯ２和ＳｉＣ颗粒弥散于编织状结构的孔隙中,起强化作用。     

混流式风机流道内三维湍流流场的研究

应用高雷诺数ｋ－ε湍流模型进行了混流式风机叶轮机三维流动的计算研究，使用ＳＩＭＰＬＥ型算法求解了全三维雷诺平均质量加权Ｎ－Ｓ方程对流式采用了高阶精度的上流国权近ＴＶＤ类型的ＭＵＳＣＬ差分格式，采用非正交贴体坐标和同位网格系，速度的协变物理分量被选作为独立求解变量，为了消除非物理的压力和速度振荡，对界面上的逆变速度分量采用Ｒｈｉｅ，Ｃｈｏｗ动量插值方法，离散方程以能够使用三对角矩阵算法的形式书写，并     

水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟

由于计算模型的局限性,目前对水力旋流器内两相湍流的模拟计算仅限于来流分散相浓度低于10%(体积分数,下同)的情况.文中利用Fluent软件,将多相流欧拉分析方法与各向异性的雷诺应力湍流模型相结合,实现了水力旋流器内油水分离过程的三维数值模拟并预测了分离效率.该模拟可用于来流分散相浓度超过10%、湍流具有各向异性的一般广义情形,展示了油水两相由开始的均相来流逐渐在旋流器内分离、聚合、迁移的过程.实测结果验证了文中对旋流器分离性能预测的正确性.     

垂直管不同黏度下油气水三相流压降规律研究

为研究垂直管不同粘度油气水三相流压降变化规律以及建立新的三相流压降预测计算方法,依托于中石油气举试验基地多相流试验室,对垂直上升管道中不同粘度油相下的油气水三相流动进行模拟。在固定油水比条件下,通过调整不同油相粘度、气液比、气液流量等参数进行油气水三相流试验,研究油相粘度对油气水三相管流压降变化影响规律。利用CFD软件参考试验工况模拟油气水三相流动,确定在不同粘度条件下气液两相分布情况,通过CFD软件模拟确定油水两相在充分混合后可视为单一非牛顿流体混合相。基于CFD模型结果,将三相流看作油水混合相与气相的两相流动,考虑粘度对摩阻系数的影响,根据非牛顿流体剪切特性建立了新的摩阻系数计算方法,基于M-B模型重新建立了新的压力计算方法。对比试验数据与计算结果,发现压降计算模型误差范围在15%内,满足工程实际需求,说明压降模型具有实用性。     

含启动压力梯度油藏的两相渗流分析

在低渗透油藏中存在着启动压力梯度。根据ＢｕｃｋｌｙＬｅｖｅｒｅｔ不混溶两相渗流驱替理论,考虑启动压力梯度的影响,对水驱油两相渗流进行了分析,得到了含启动压力梯度油藏中线性水驱、径向水驱、垂直裂缝井水驱和水平井油水两相渗流的解析解公式。对于含启动压力梯度的油藏,两相渗流的效果受相渗曲线、注入速率、油水相启动压力梯度和重力的影响。启动压力梯度的存在,不仅增大了原油的开采难度,而且降低了原油的最终采收率。增大注入速率可以减少启动压力梯度对两相渗流的不利影响,提高原油的最终采收率。因此,开发低渗透油藏,应采用小井距、大流量、大压差的注水开发方案。对于倾斜地层,应尽可能采用从高位井注入,从低位井采出的方法     

水平圆管内油气水三相流摩擦阻力的模型与结构关系式

以双流体分相模型为基础,对水平放置圆管内油气流及油气水三相流摩擦阻力压降的特性的数理模型开展了系统的理论分析有关建立了各种流型的摩擦阻力压降关联式,揭示了摩擦阻力压降的变化规律。     

气液两相瞬变流的流固耦合研究

论述了国内外气液两相瞬变流流固耦合的研究成果及现状 ,阐述了气液两相瞬变流的流动规律和流固耦合研究的各种方法。评述了气液两相瞬变流、流固耦合等方面的理论模型和数值计算方法 ,并对不同模型和数值方法进行了比较和分析。指出了目前两相瞬变流流固耦合研究中存在的问题 ,预测了流固耦合研究的方向应为两相流体瞬态时的流固耦合实验研究和耦合模型的数值计算方法研究。     

多相渗流的几种数学模型及相互关系

在注气提高采收率过程中,油藏流体各物质组分之间的相互传质以及由此引起的相变起着极其重要的作用。因此,研究油藏流体在传质和相变过程中的渗流规律是非常必要的。从相平衡和物质组分守衡规律出发,利用达西线性渗流定律,推导了多相渗流的通用数学模型。在此基础上,又导出了常用的多组分数学模型、适于注CO2的多组分数学模型和黑油模型。指出这三个模型都是通用数学模型的特例模型,它们的共同基础是相平衡和物质组分守衡规律。所导出的适合于注CO2驱的多相渗流数学模型,区别于Yih-Bor Chang,B.K.Coats的模型。     

超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘举升工艺

根据传热学和两相流原理,建立了超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘举升过程中蒸汽与产液沿井筒传热与流动的热力学模型。计算了蒸汽与产液沿井筒的温度分布和压力分布,进行了抽油杆柱受力分析与抽油杆柱设计。运用该模型对辽河油田一口井的超稠油双管泵下掺蒸汽井筒加热降粘效果进行了分析计算,结果表明,只要加大掺汽量或提高蒸汽干度,该项工艺可用于超稠油开采。这一结果为避免抽油杆柱的断脱提供了分析依据。     

水平分层/雾化流中相间滑移特性的理论研究

通过对水平分层／雾化流中液滴和其携带流体间交互作用的分析，提出了一个预测水平分层／雾化流中轴向液滴速度分布以及弥散相和连续相之间相对滑移的理论模型，通过计算获得了两相速度参数及相对滑移参数。计算与实验结果表明：无论是从液滴轴向速度分布变化趋势的定性分析，还是从与实验数据的定量比较来看，建立的模型都是合理的。液滴速度与气相速度分布不同，在垂直方向上液滴的轴向速度近乎呈线性分布。油／气两相流动时气核中液滴与气相的平均滑移比约为0．7。     

有启动压力梯度渗流的数学模型

围绕低渗透问题和Bingham流体渗流问题，从推广的达西定律入手，详细推导了其渗流控制方程，讨论了初始条件和各种边界条件．并且考虑到表皮效应和井筒储集常数，引入有效井筒半径，将控制方程和边界条件无量纲化，建立了有启动压力梯度渗流问题的数学模型，为有启动压力梯度油藏开采提供理论依据．并给出了无网格方法的数值模拟结果．     

管内油气两相流流量变化瞬态过程研究

为了给油气两相流管线的设计和运行的安全性提供参考依据,并为油气两相流瞬态模型研究提供检验数据,对流量改变引起的油气两相流瞬态过程进行了详细实验研究．实验系统的管路采用管径为２９ｍｍ,总长为１８ｍ的有机玻璃管道,由水平段、垂直上升段和垂直下降段三种管道布置组成;实验工质为３０＃机油和空气．在垂直下降段、水平段和垂直上升段设置测量段,测量压力、压降、含液率和流型;用微机数据采集系统实现自动连续采集,能得到流动参数快速变化的详细信息．该系统可同时采集１６路信号,采集频率为１ｋＨｚ．实验发现,增加气相流量时压力会陡然增加,超过最后的稳态值,出口流量也会出现瞬间峰值,增加液相流量和分别减小两相流量的操作不会引起超越稳态值的问题,因此在油气两相流管线的设计和运行操作时应考虑气相流量增加过程中出现的极大值超越稳态设计值所带来的技术问题．     

单流体变特性模型的定常局部空泡流数值模拟

采用单流体变特性模型，应用基于有限体积法的压力修正法(SIMPLE方法)对二维MACA0012翼型的定常局部空泡流问题进行了数值模拟．通过强隐式求解方法(SIP方法)求解联立方程组，由计算得到的密度变化确定空泡形状，以验证所用数学模型和数值模拟方法的可行性．该方法避免了势流模型中存在的困难，即空泡脱体点与空泡尾流模型的选取问题．