油气水三相流段塞流不稳定周期轨道探寻

将临近点回归方法与自适应阈值法相结合, 对油气水三相流段塞流进行了不稳定周期轨道探寻分析, 发现乳状段塞流比水包油段塞流的低阶不稳定周期轨道周期更长. 水包油段塞流的低阶轨道由内部小循环到外部大循环的嵌套结构组成, 乳状段塞流的低阶轨道则由两个平滑的大循环嵌套而成. 结合时频域分析, 发现水包油段塞流的能量分布弥散、频谱范围较宽且频率成分复杂, 而乳状段塞流的能量分布较集中、高频成分较少, 证实水包油段塞流比乳状段塞流流动机理更为复杂, 且时频域分布与低阶不稳定周期轨道结构相对应. 关键词： 油气水三相流段塞流 不稳定周期轨道 自适应阈值 时频分布     

环状集输水平管内油-气-水三相流流型试验研究

目前我国东部陆上油田大部分已进入特高含水采油期,绝大多数油井综合含水率已超过85%,部分油井已达到95%。油-气-水三相流型是特高含水混输技术界限确定、水力热力计算方法研究及集输系统科学运行管理的基础。为了研究大庆低渗透油田环状集输水平管道内油-气-水三相流型,研制一套流型试验装置,进行了一系列试验研究,获得了1360组油气水三相流型图及相应的流动参数。对采集到的流型及试验数据进行分析,首次总结出水平环状集输管道中油-气-水三相流的五种流型,分别为分层流、三层扰动流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全掺混流。同时给出了每种流型对应的参数范围,并对每种流动形态及典型特征进行了解释。     

水平环道内油水气多相流动研究

为建立自主的多相流动数据库,在水平环道中进行了一系列水－气两相、油－气两相和油－水－气三相流动试验。本文测量了各相流动中由于摩擦而产生的压力损失,计算了压差梯度并作了比较;观察了各相流动中的流型;描述了各种流型的发生、发展和变化及其与流动介质的关系,并作了相互比较。     

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。     

新型管壳式换热器三维流场分析

本文应用周期性简化模型，对弓型、杆式以及H型壳程支撑结构的管壳式换热器壳程内的流动特性进行了分析。对于其对应的三种典型流态，反映在壳程内流体流动方面的主要差别是壳程内横向流速度分量的不同，且三种流态各自在不同流量下的横向流速度分量与纵向流速度分量之比几乎均为一定值。具有不同管束支撑结构的管壳式换热器壳程内流体阻力降与传...     

水平管内油气水三相流分流型阻力特性实验研究

对水平管内油气水三相流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究,水平管实验段由有机玻璃管制成,内径为40mm,所用的实验工质为:46#机械油,自来水和空气。油、气、水三相的折算速度范围分别为:0.05-0.51m／s、0.05-1.51m／s、0.02-50.6 m／s。按照气液界面总体特征将水平管内油气水三相流的流型分为泡状流、间歇流(段塞流和弹状流)、分层流及环状流。对各种典型流型下的摩擦阻力压降应用改进的Chisholm关系式及油水两相压降关系式进行分析,对Chisholm关系式中的参数C进行了重新定义。发现改进的Chisholm关系式能够较好地对管内油气水三相摩阻压降进行预测,因此改进Chisholm关系式可以作为摩擦压降计算的通用关系式。     

R134a/R245fa非共沸混合工质流动沸腾液膜蒸发特性研究

本文针对水平矩形通道内非共沸混合工质的流动沸腾分层流状态,同时考虑靠近其气液界面处气相与液相浓度边界层的存在,对液相浓度边界层的传质系数进行了修正,构建了对应的流动沸腾液膜蒸发模型,以R134a/R245fa混合工质为研究对象,探讨了不同入口组分质量、质量流速及热流密度等条件下液膜蒸发过程的热质传递规律,以气液相浓度边界层内的组分质量差作为气液相传质阻力的表征,界面温度和主流饱和温度之差为传热阻力的表征,深入分析了传热阻力、传质阻力与混合工质传热特性之间的内在联系.     

油-气-水三相流超声传感器持气率测量*

为探索油-气-水三相流持气率测量难题,该文开展了脉冲透射式超声传感器持气率测量动态实验研究。首先,利用超声传感器与光纤传感器组合,测取了油-气-水三相流中段塞流、混状流、泡状流的响应信号;其次,提取了超声脉冲信号的最大值序列来反映不同流型时超声传感器响应特性,同时,借助双头光纤传感器与相关测速法,计算得到了流体中气泡弦长序列;最后,结合流型与泡径信息,利用超声传感器测量了不同流型下持气率,并分析了不同流型持气率预测的误差来源,为其他油-气-水三相流持气率测量传感器设计提供了借鉴。     

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。     

油气水三相流流量测量的研究

本文首次提出了一种可实现原油、天然气、水三相流流量在线测量的三相流量计。微波衰减测量技术被用来测量三相流总流的含水量,电容传感器测出其中的油、水比率。三相总流量的测量应用相关分析方法。实验表明,这种流量计具有无运动部件、耐磨、不结垢、不堵砂等优点。具有较大的应用前景。     

水平管油水两相流摩擦阻力特性实验研究

本文对水平管内油水液液两相流的摩擦阻力压降特性进行了实验研究。水平管实验段由有机玻璃管制成,内径为40mm。根据油水两相流流型的不同,通过建立物理模型或对实验数据的整理得到了各种典型流型下的摩擦阻力压降计算式。揭示了摩擦阻力压降随混合物速度和体积含水率等的变化规律。     

水平管内油水两相流流型及其转换规律研究

本文对水平放置圆管内的油水液液两相流的流型及其转变特性进行了实验研究,定义了不同流动条件下油水两相流的流型,并由实验所得数据给出了水平圆管内油水液液两相流的流型图。进而讨论了各流型之间的转变机理,并考察了影响流型的因素。采用无量纲准则数以及半理论公式对流型转变进行了预测,结果与实验数据基本吻合。并与他人的实验数据也进行了比较。     

Analysis of the Pressure Gradients According to Capsule Flow Mechanism

This study investigated the experimental coefficient in the mathematical correlation for the pressure gradient of spherical capsule train flow according to flow regimes. The investigation was carried out in the 1.2 × 10⁴ < Re < 1.5 × 10⁵ range and under transport concentration of 5 – 30 %. Deviation between the pressure drops measured by experiment and the mathematical correlation was calculated based on new experimental coefficients. The total pressure gradient in the two‐phase flow of the mixture was distinguished as pressure gradients caused by homogeneous flow and those caused by pressure drops, depending on the rotational movement of the capsules. The experimental findings indicate that at lower concentrations, the losses caused by the rotational movement are low, but the losses caused by the homogeneous flow are high. Losses caused by the rotational movement increase as the concentration increases.     

湿法脱硫岛内气液两相流流动规律的研究

采用直接观察法、床层膨胀法和概率密度函数(PDF)法对湿法烟气脱硫塔内流型的形成和转变规律进行了研究和分析,认为湿法烟气脱硫塔内气液两相顺、逆流时,随着液气比的增大,会形成液柱式、喘动式和类鼓泡式流动等三种流型,并给出了判别三种流型的基本方法和准则,提出了气相雷诺数Reg-液气比L／g流型图,为湿法烟气脱硫塔传热传质规律的进一步研究及塔身的安全运行提供了基础依据。     

空气水两相流压力波动现象非线性分析

确定性混沌理论能够深刻揭示气液两相流压力波动的非线性特征。本文研究了确定性混沌不变量－分维数、关联维数、Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ 熵在不同流型的变化以及折算液速的影响规律。实验结果表明压力波动的混沌特性与流型有关,分维数除了在高气速的环状流,在其它流型内都小于１．５,折算液速的大小强烈影响压力波动的混沌特性。     

基于定量分析的气固两相流声速模型综述

声波法是多相流测量的一种有效方法,可靠的声速模型是其中时差法等测量的理论基础。该文系统总结了国内外不同学者所建立的气固两相声速模型。为直观地呈现其差异、发展与局限,该文以颗粒相浓度的影响为例,采用模拟计算和实验测量相结合的方法对其中不同典型声速模型进行了定量分析与比较。结果表明,传统的拟均相介质模型声速随颗粒浓度变化,与在其基础上考虑声波特性的改进模型,以及分别基于相间耦合和颗粒散射的声速模型差异均较大,且显著偏离实验测量值。其主要源于传统的拟均相介质模型未考虑两相间相对运动的影响;而考虑相间相互作用的声速模型间虽有不同差异,但均与实验测量值较为接近,根据稀相区实验研究,所得声速值均较实验值偏小。     

Flow condensing heat transfer of R410A,R22, and R32 inside a micro-fin tube

An experimental study of condensation heat transfer characteristics of flow inside horizontal micro-fin tubes is carried out using R410A, R22, and R32 as the test fluids. This study especially focuses on the influence of heat transfer area upon the condensation heat transfer coefficients. The test sections were made of double tubes using the counter-flow type; the refrigerants condensation inside the test tube enabled heat to exchange with cooling water that flows from the annular side. The saturation temperature and pressure of the refrigerants were measured at the inlet and outlet of the test sections to defined state of refrigerants, and the surface temperatures of the tube were measured. A differential pressure transducer directly measured the pressure drops in the test section. The heat transfer coefficients and pressure drops were calculated using the experimental data. The condensation heat transfer coefficient was measured at the saturation temperature of 48°C with mass fluxes of 50–380 kg/(m²s) and heat fluxes of 3–12 kW/m². The values of experimental heat transfer coefficient results are compared with the predicted values from the existing correlations in the literature, and a new condensation heat transfer coefficient correlation is proposed.     

Effects of Heating Load on Flow Resistance and Convective Heat Transfer in Micro-pin-fin Heat Sinks with Different Cross-section Shapes

The flow and convective heat transfer characteristics under different heating loads in micro-pin-fins of circle, diamond and triangle are experimentally investigated with Reynolds number ranging from 0–1,000. The pressure drops, friction factors, thermal resistance and Nusselt number in micro-pin-fins with different cross-section shapes are obtained when the heating load changes from 50 to 150 W. Basing on the experimental results, the mechanisms of the influence of heating load on the resistance and heat transfer characteristics in micro-pin-fins with different cross-section shapes are detailed analysed. It is found that pressure drops in three types of micro-pin-fins all become large with the increase of the heating load, and the change of pressure drop in triangular micro-pin-fins is larger than those in the other two micro-pin-fins. At low Re, the friction factors in the three types of micro-pin-fins become large with the increase of the heating load, but this phenomenon disappears when Re>400 for the circle and diamond micro-pin-fins, and Re>250 for the triangular micro-pin-fins. The convective heat transfer in micro-pin-fins with cross-section shapes of circle, diamond and is enhanced by increasing the heating load, but the convective heat transfer coefficients and Nu in the triangular micro-pin-fins becomes slightly smaller when Re>250.