短纽带作用下气液两相旋流液膜的形成及发展

目前对短纽带引发的气液旋流中液膜的分布规律认识不清楚,限制了短纽带在换热器中的应用。本文采用欧拉双流体模型研究了短螺旋纽带引发的管内气液旋流场中液膜的形成及发展规律。研究发现:气液两相雾状流来流,在纽带下游的直管段中,存在两个对称的螺旋涡,截面上的液膜厚度存在两个对称的波峰。纽带下游一定位置处,截面上液膜厚度的周向峰值会达到最大,随后液膜厚度的峰值逐渐降低。周向平均液膜厚度沿轴向先增厚后减薄。截面上流体的低压中心与螺旋涡的中心不重合,受液膜分布的影响显著。     

F型液-液旋流管分离特性实验研究

在所研制的液－液旋流分离专用实验装置上，采用168通道的库尔特粒径分析仪，通过液滴粒径检测并基于粒级效率的概念，较为系统地研究了国外F型旋流管的分离特性，得出其临界分离粒径约为60μm，这一结论同国外有关研究结果相吻合。此外，本文还研究了含油浓度、溢流比和流量等工况参数变化，对F型旋流管分离特性的影响。有关研究成果为建立新型低阻高效旋流管的结构优化模型提供了较好的参照比较依据。     

超音速分离器分离效率与液膜特性研究

通过数值模拟研究了超音速分离器内的流场特性与颗粒运动轨迹及液膜流动特性,分析了旋流强度和液滴直径对分离效率与液膜流量的影响。结果表明,增加旋流强度或液滴直径均可以提高分离效率与液膜流量。旋流强度为0.51时,0.1μm以下的液滴分离效率不超过30%。对于直径不大于0.1μm的液滴,最大分离效率仅为60.90%。     

旋流式气液分离器内流场的数值模拟

气液分离器作为制冷系统中的关键部件,其分离性能的优劣对系统有着重要的影响。为了研究旋流式气液分离器的分离性能,首先从理论上介绍了旋流式气液分离器的分离机理,列出其主要结构参数,然后基于计算流体动力学(CFD)方法,采用Gambit建模,利用Fluent软件,对旋流式气液分离器进行了模拟仿真,并对进口附近壁面速度场、不同尺寸和进出口截面流场矢量图、纵向剖面气液体积分数分布图等进行了重点分析。仿真结果表明设计是正确、合理的。     

螺旋管分离器中液固两相流颗粒相分布研究

螺旋管分离器是一种高效低阻的新型液固/气液固分离装置,研究分离器内部相分布特征及影响因素具有重要意义。本文利用Malvern粒度仪和观察窗技术测量了分离器模型中水-砂两相流动的颗粒浓度和粒度分布,并且对具有相似结构和流动参数的平面组合方管液固两相流动进行了数值模拟。研究表明颗粒相分布是离心力、二次流和紊流扩散的综合结果:离心力使颗粒由内弯侧向外弯侧聚集,是实现分离的根本动力,颗粒越大,分离现象越显著;二次流对分离具有双重作用;紊流扩散不利于分离。液速越高,分离效果越好。颗粒平均浓度对浓度分布没有显著影响。     

基于文丘里管和涡轮流量计的液液两相流测量

本文研究了运用单相流量计组合进行液液两相流参数测量的方法.该方法首先通过静态混合器将液液两相流混合成为均相流,然后利用文丘里管获得两相流差压,利用涡轮流量计获得两相流总体积流量,最后通过液液两相流测量模型获得液液两相流总体积流量、总质量流量、混合密度以及分相流量.初步实验结果表明该方法是可行的,在总体积流量1～6 m3/h,油含率15%～85%的范围内,可有效地测量液液两相流的总体积流量、总质量流量和两相流混合密度,测量相对误差在5%以内,但液液两相流分相流量测量相对误差较大,仍需进一步研究.     

海上平台水合物分离器内气液两相流数值模拟

针对海上平台的特点,提出了海上平台水合物分离器工作原理及结构设计,该装置无需要添加任何化学药物,高效地从天然气中分离出水和重烃类液体,同时具有节能环保,结构紧凑,占地面积小和分离效率高等优点。同时,基于严谨的多相流体动力学理论,采用计算流体力学(CFD)对水合物分离器内气液两相流进行了三维非稳态数值模拟。模拟计算结果表明,所采用的数学模型和数学模拟计算方法正确,可以预测并反映不同时刻分离器中气液两相体积比率的变化规律,从而更加系统深入地探讨了水合物分离器内气液两相的流动及分离特性,从两相流的角度对水合物分离器的结构优化提供了理论根据。     

汽液分离器对两相流引射器制冷系统性能的影响

针对汽液分离效果差的问题,重新设计了应用于两相流引射器制冷系统的汽液分离器,将使用新汽液分离器的两相流引射器制冷系统的性能与原系统进行了比较,分析了汽液分离器对引射器性能及制冷系统性能的影响。实验结果表明:重新设计的汽液分离器分离效果大大改善,对于不同的实验工况条件,采用新设计的汽液分离器的两相流引射制冷系统,主蒸发器制冷量由占总制冷量的21.1%~27.8%,提升到82.2%~87.3%,主蒸发器起到了主要作用;在引射器结构参数相同的条件下,引射器的引射比由0.2~0.46提升到0.56~0.64;采用新设计的汽液分离器系统制冷量和COP均与原系统基本相同。     

偏晶合金液-液相分离的格子玻尔兹曼方法模拟

本文建立了一个模拟在弥散相液滴的扩散长大、碰撞凝并和Ostwald熟化等因素的作用下偏晶合金液-液相分离过程的二维格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 模型.该模型结合了Shan-Chen的两相流模型和Qin的介观粒子相互作用势模型的优点,并在LB演化方程中引入了反映相变的源项.应用该模型模拟研究了偏晶合金液-液相分离过程中单液滴的生长、两液滴的合并和多液滴的生长规律.结果表明在两液相区中第二相单个液滴的生长是一个通过扩散从非平衡态到平衡态过渡的过程.两液滴合并 关键词： 偏晶合金 液-液相分离 格子玻尔兹曼方法     

零净液流量两相流持液率与阻力特性研究

分别以牛顿流体和非牛顿流体为液相，研究了垂直管中零净液流量气液两相流的流动特性。提出了零净液流量气液两相流动模型，应用这一模型计算了零净液流量气液两相流的持液率和压力降，模型计算结果与试验结果相符。研究结果表明，零净液流量气液两相流与常规气液两相流相比具有特殊性，表现为其持液率仅由质量平衡方程控制，其摩擦阻力压力降为负值。     

密立根油滴条件的Mathematica图示

本分析了密立根油滴实验中可分辨基本电荷数目的油滴电量最大误差,并借助数学软件Mathematica作出油滴电量、油滴电量误差和基本电荷误差等曲线图。再分析曲线图得出油滴条件的直观图示。此图示为密立根油滴实验提供了很好的油滴选取依据。     

油水两相分散流的相界面浓度输运方程研究

通过对连续相湍流导致的油滴聚合和破裂现象的合理模化,本文建立了适用于垂直上升管油水两相分散流的相界面浓度输运方程.其中对连续相湍流驱动油滴随机碰撞引起的聚合现象模化时,考虑了两油滴间连续相液膜排出过程中的凹面膜效应.而在描述油滴与湍流涡随机碰撞导致的破裂现象时,考虑了破裂过程所产生油滴的大小不等的因素.利用所建立的相界面浓度输运方程对沿实验段轴向的相界面浓度变化进行了预测,结果与实验数据比较表明吻合很好.     

密立根油滴实验中影响油滴控制的因素分析及对策

本文分析了密里根油滴实验中影响油滴控制的主要因素,并提出了相应的对策。     

特高含水期油气水混输管道压降计算方法研究

在油田开发后期,产出液的含水率已超过80％,集输管道内介质的流动属于特高含水油气水混合流动。准确的油气水混输管道压降计算,对油田集输系统运行管理有着重要的意义。利用井口到计量间的现有设施,对特高含水期油气水管道的液量、气量、含水率、温度及压降进行了测试。介绍了Baker冲击流压降计算模型,用实测数据对Baker模型进行了修正。计算与测试数据对比分析结果表明,所给的修正压降模型适合特高含水采油期油气水三相冲击流水平管道压降计算。     

Effects of ultrasonic waves on the interfacial forces between oil and water

The effect of ultrasound on flow through a capillary using the pendant drop method was investigated. Water was injected into a 0.1 mm Hastelloy C-276 capillary tube submersed into several mineral oils with different viscosity, and kerosene. The average drop rate per minute was measured at several ultrasonic intensities. We observed that there exists a peak drop rate at a characteristic intensity, which strongly depends on oil viscosity and the interfacial tension between water and the oil. The semi-quantitative results reveal that the remarkable change in the interfacial forces between oil and water could be the explanation to the enhancement of oil recovery when the ultrasonic waves are applied.     

密立根油滴实验中运动速度的分析简

通过对带电全程推导分析,而只是选取油滴匀速运动的区域进行测量。通过对带电全程推导分析,得到结果发现油滴在极短时间内就近似达到了极限速度,因此对于匀速区域的选取并不需要特别说明,实验本身的设计是十分合理。     

Movement of a millimeter-sized oil drop pushed by optical force

We show experimentally that when an unfocused continuous wave(CW) laser beam is obliquely incident onto the surface of a millimeter-sized mineral oil drop on sucrose solution, it will exert a pushing force on the oil drop, making it move forwards along the surface of the sucrose solution. However, after a period of time, the oil drop stops moving. This can be explained as the phenomenon caused by the change of Abraham momentum, the optical gradient force, and friction together.     

计算机编程在密立根油滴实验中的应用简

用直线函数拟合了环境温度与空气粘滞系数的关系,并利用VisualBasic编写了密立根油滴实验的数据处理程序,提高了计算油滴带电量的准确性。利用VisualBasic程序的可视化界面形式体现,简化了数据处理过程。利用Origin软件对实验数据进行处理,直观显示了平衡电压、下落时间与油滴所带电荷数的关系。     

用Mathematica计算油滴电荷的基本量

密立根油滴实验的主要目的是要从大量的实验数据中证明电荷的不连续性,为提高计算效率,本文利用了Mathematica软件对实验数据进行了最小二乘处理,优化了误差的分布,得到了准确的电荷基本量值。     

沉积在液体衬底上连续铝薄膜的微观结构

研究了沉积在硅油衬底表面的连续铝薄膜的微结构及其表面形貌.与沉积在单晶硅表面的铝薄膜相比,两种铝薄膜均属颗粒结构,但硅油表面的铝薄膜具有颗粒尺寸较小、大小不均匀,表面起伏较大等特点,而且在该铝薄膜边缘的下表面,有一明显的波纹状楔型结构,其斜率仅为10^-4—10^-5.实验结果表明：这一现象是由于液体衬底的热膨胀行为引起的.此外对样品的晶态也进行了研究. 关键词： 铝薄膜 液体衬底 微观结构