双柱单锥型液-液旋流管内流场的激光诊断

应用激光测速仪，对一种双柱单锥型液 液旋流管内的流动结构，进行了全场范围内的多工况流动诊断研究．揭示出其切向速度由内旋流区和外旋流区构成，其中内旋流区中的速度分布符合准强制涡关系，外旋流区中的速度分布符合准自由涡关系；轴向速度由上行流动区和下行流动区构成，两者之间在直管段以零速点作分界，在锥体段则以零速区作过渡并伴随有一定的回流出现，且该过渡区或回流区的大小随锥体截面的收缩而减小，直到进入直管段后消失；各湍流量的分布以管芯处最大向外逐渐减小，沿轴向是直管段中的湍流度大于锥体段中的湍流度，而且湍流度在旋流管内具有各向异性的特性．     

油滴在液-液旋流分离中的随机轨道数值模拟

在不考虑相间相互作用的条件下，对水相采用DSM湍流模型，油相采用随机轨道模型，成功地模拟了两组不同粒径的油滴群在两种典型液一液旋流分离管中的运动轨迹，较好地揭示了不同粒径油滴在旋流管中的分离过程．通过比较可知油滴在优选结构旋流管中的捕集过程明显比F型旋流管中快，有关结果与对该两种旋流管的分离特性研究结果相吻合，由此说明了优选结构旋流管具有更好的分离作用．     

单柱单锥型液—液旋流分离管内流场的LDV诊断

应用二维激光多普勒仪（ＬＤＶ）对一种单柱单锥型液－液旋流分离管内流场进行了测量,考察了流量、溢流比、压力比和气芯等参数对流场的影响。测量结果表明：切向速度分布呈典型的Ｒａｎｋｉｎｅ涡结构,沿轴向衰减很少,表明所用锥角是合适的;因该旋流管的水力直径较大,切向速度的总体水平较低,由于对了离特性带来了不利影响。此外,没有观察到切向速度分布的的双峰分布现象。轴向速度的总体水平较低,尤其是在锥形管的上游更为     

单柱双锥型液—液旋流分离管内流场的IDV诊断

对所开发的一种单柱双锥型液－－液旋流分离管的内流场进行了全场范围内的多工况流动诊断。与典型的Ｆ型旋流管相比,其湍流仍具有各向异性的特性,且其中的湍流脉晚强。     

液—液旋流分离管中强旋湍流的K—ε …

采用标准ｋ－ε湍流模型,对一种典型液－液旋流分离管中的强旋湍流进行了数值模拟研究。结果表明：该模型对切向速度的数值预报夸大了Ｒａｎｋｉｎｅ涡中的似固核范围。抹煞了似固核外的位涡区;对轴向速度的数值预报未给出心回流区;对其它流场参数的预报结果也都存在有明显的不合理之处。由此证明这种基于Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ假设的各向同性湍流模型,虽然在管道流、平面射流和无旋流等简单流动问题中经受住了大量计算实践的检验     

液-液旋流分离管中强旋湍流的k-ε数值模拟

采用标准k-ε湍流模型,对一种典型液-液旋流分离管中的强旋湍流进行了数值模拟研究.结果表明:该模型对切向速度的数值预报夸大了Rankine涡中的似固核范围,抹煞了似固核外的位涡区;对轴向速度的数值预报未给出中心回流区;对其它流场参数的预报结果也都存在有明显的不合理之处.由此证明这种基于Boussinesq假设的各向同性湍流模型,虽然在管道流、平面射流和无旋流等简单流动问题中经受住了大量计算实践的检验,但在强旋湍流的数值预报方面的确存在有较大缺陷.此问题的解决有赖于对该模型进行必要的修正或转而采用更加高级的各向异性模型.     

二维粒子图像测速系统的研制

研制了一套二维粒子图像测速系统,该系统采用CCD对流场中的示踪粒子视频图像进行采集,以拓扑映射的新方法完成料粒子像对的匹配;整个过程无需人工干预,处理结果声速、准确、可靠,如每处理一幅图像仅需5分钟,匹配准确度达95％以上,其结果可给出被测流场的速度分量、速度矢量、等流函数线和等涡线等。该系统与业已建成的多相分离实验模拟系统相配套,可用来对多种设备内流场进行多参数、多工况实验诊断,为揭示设备工作机理、优化设备结构等提供了有效手段。     

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。     

双柱双锥形液—流旋流分离管内流场的LDV诊断

本文采用ＴＳＩ二维ＬＤＶ系统,对一种双锥双柱形液－液旋流分离管内流场进行了全场范围的精细ＬＤＶ诊断,先后考试了处理量、压差比、溢流比和气芯等因素对旋流分离管内流场的影响,结果表明：该旋流分离管中下游区的切向速度呈较为明显的Ｒａｎｋｉｎｅ双涡结构,在上游位涡区中发现有未曾报道过的双峰分布现象;轴向速度由近轴处的上行流、近壁处的下行流以及介于两者之间的零速区组成,其中该零速区随旋流分离管截面的收缩而减     

油水重力分离实验模拟系统的研制

所研制的油水重力分离实验模拟系统，由介质循环、乳化液制备、激光片光源、图象采集及设备模型等部分组成，可对系统流量、介质物性、分散相含量、乳化状态、设备结构等多种因素进行实验模拟，从而能有效地将实际介质在工程设备中的流动与分离过程再现到实验室中．该系统与ＰＩＶ、停留时间分布等有关检测技术相配合，可对多种油田地面分离设备进行多工况、多参数的流动诊断分析，为揭示介质在设备中的流动与分离规律、研究设备工作理论、优化设备结构等提供了重要手段．