垂直上升内螺纹管内超临界压力水的传热特性研究

对垂直上升?1.? mm六头内螺纹管内超临界压力水的传热特性进行了比较系统的实验研究.试验参数范围,压力p=22.～29. MPa,管内质量流速G=650～1200 kg/(m2·s),内壁热流密度q=200～660 kW/m2.根据试验结果,细致地分析了质量流速和压力对超临界水传热特性的影响,并探讨了大比热容区传热强化和传热恶化的发生机理.通过与亚临界压力下传热特性的比较,表明超临界压力下的对流换热不同于亚临界压力下的单相对流换热;超临界压力下的传热存在三种模式: (1)正常传热;(2)传热恶化;(3)强化传热.同时发现,超临界压力下的传热恶化类似于亚临界压力下的膜态沸腾.     

亚临界与超临界压力水在管内的对流传热与传质

本文对含有金属腐蚀物杂质的亚临界与超临界压力水在竖直加热圆管内的受迫对流与混合对流传热与传质进行了数值模拟，分析了变物性、浮升力以及压力等因素对管内对流传热与传质的影响。结果表明：浮升力使自下而上流过竖直加热圆管的对流传热和传质增强；在不同的温度条件下，超临界压力水的热物性对传热传质的影响有很大不同。     

超临界压力CO2在水平圆管内流动传热数值分析

采用SST k-w低雷诺数湍流模型对加热条件下超临界压力CO2在内径di=22.14 mm,加热长度Lh=2440 mm水平圆管内三维稳态流动与传热特性进行了数值计算.通过超临界CO2在水平圆管内的流动传热实验数据验证了数值模型的可靠性和准确性.首先,研究了超临界压力CO2在水平圆管内的流动传热特点,基于超临界CO2在类临界温度Tpc处发生类液-类气“相变”的假设,揭示了水平圆管顶母线和底母线区域不同的流动传热行为.然后,分析了热流密度qw和质量流速G对水平圆管内超临界压力CO2流动换热的影响,通过获取流体域内的物性分布、速度分布和湍流分布等详细信息,重点解释了不同热流密度qw和质量流速G下顶母线内壁温度Tw,i分布产生差异的传热机理,分析结果确定了类气膜厚度d、类气膜性质、轴向速度u和湍动能k是影响顶母线壁温分布差异的主要因素.研究结果可以为超临界压力CO2换热装置的优化设计和安全运行提供理论指导.     

竖直圆管内超临界压力煤油传热特性实验研究

在压力2.5~4 MPa, 质量流量0.7~1.7 g/s, 热流密度0.06~1 MW/m2的实验条件下, 对煤油在内径1 mm, 长度300 mm竖直上升圆管内的流动与传热特性开展了实验研究, 并分析了传热系数随局部油温的变化及不同实验参数对传热的影响.结果表明, 超临界压力下煤油传热主要由自身物性和流动状态决定.超临界压力煤油传热过程大致可以分为3个区域:正常传热区传热强化区和传热恶化区.传热强化主要是湍流掺混增强和近壁面流体在拟临界温度附近物性剧烈变化的综合作用; 传热恶化则是因为壁温及近壁面流体温度远高于拟临界温度, 在近壁面发生了类似于亚临界状态下的“拟膜态沸腾”.      

超临界压力下SuperORV传热管的传热特性

超级开架式气化器(super open rack vaporizer,SuperORV)一类以海水作为加热热源的新型气化器,在LNG接收终端中得到了广泛应用。该气化器由具有双层套管结构的传热管屏组成,具有良好的传热特性。目前对SuperORV传热管的研究较少,对其强化传热机理认识不足,尤其是尚无对超临界压力下SuperORV传热管的传热特性研究。本文针对SuperORV传热管气化段和加热段的传热过程,建立了基于能量平衡方程的分布参数模型。通过上述模型对SuperORV传热管在超临界压力下的传热特性进行了数值计算及分析,并讨论了运行参数以及强化传热措施对其传热特性的影响规律。计算结果表明:SuperORV传热管在超临界压力下具有良好的传热特性,能够有效抑制表面海水结冰并提高LNG气化效率。LNG进口流量、LNG流量分配比、海水/LNG流量比对传热特性(传热管长度、结冰长度和冰层平均厚度等)影响较大,但系统运行压力对其影响较小。采用内翅片和螺旋纽带能够有效强化传热并提高传热管的传热性能。在上述两种强化传热措施同时应用时,传热管最小长度缩短了40%以上。     

润滑油对超临界压力CO_2对流换热特性影响

本文对含有少量润滑油对冷却条件下水平细圆管中超临界压力二氧化碳的对流换热特性进行了实验研究,并与相应不含润滑油的工况及已有经验关联式进行对比。实验结果表明,润滑油会使冷却工况下超临界压力二氧化碳的对流换热恶化,尤其是二氧化碳温度在准临界温度附近时,恶化现象更显著。本文提出了用于计算含润滑油时冷却工况下超临界压力二氧化碳对流换热的经验关联式,其计算结果与90%以上实验数据的偏差在25%以内。     

页岩气藏渗流机理及压力动态分析

针对页岩气藏的特点,分析国内外对解吸、扩散等数学描述方法,建立三种机理作用下的渗流数学模型:①考虑有机基质表面解吸,解吸气和游离气共同窜流的数学模型;②考虑有机基质解吸和扩散的数学模型;③考虑有机基质中的气体解吸、扩散,以及无机基质中气体窜流综合作用的数学模型.运用点源函数方法,得到模型的基本点源解,对点源解作积分变换得到垂直压裂井、压裂水平井两种开采方式下的地层压力解,绘制出三种机理影响下的压力动态曲线,并从渗流机理上分析曲线特征以及不同曲线存在差异的原因.     

加压下的石墨炉原子吸收光谱分析

本文评述了压力对电热原子化的影响。惰性气体压力对石墨炉原子吸收光谱分析特性的影响归结为压力对试样蒸发速率的影响和原子蒸气的吸收系数随气体压力增加而降低（罗伦兹效应）。加压下原子化有下列优点：（1）非线性校准曲线的线性化；（3）增加校准曲线的线性动态范围；（3）减小光源放电条件变化引起的影响，提高了精密度和降低检出极限；（4）减小了气相干扰。但是，峰高与峰面积灵敏度随压力增加而降低。采用连续光源和加压原子化能显著提高灵敏度和降低检出极限。     

水泵水轮机开机过程压力脉动的试验研究

水泵水轮机机组的压力脉动是影响机组稳定性的一个非常重要的因素,而转轮与活动导叶之间的无叶区的压力脉动具有振幅最大、振源复杂的特点。本文通过某抽水蓄能电站的真机的试验数据分析,对机组开机过程中无叶区的压力脉动进行了较为深入的研究,获得了水轮机的开机过程及水泵的开机过程中无叶区的压力脉动的幅值和频谱特性,并对其特点进行了分析。     

半周加热内螺纹管内超临界传热的数值模拟

半周受热内螺纹管内流体温度、壁面温度和换热系数存在周向不均匀性,本文建立了流固耦合的传热模型,通过数值模拟在不同q/G (热流密度与质量流速之比)下对比分析了半周和全周加热内螺纹管内超临界水的传热过程。研究发现半周加热内螺纹管强化了超临界流体传热,降低了内壁温度。管内流体的贴壁周向运动加强了冷热侧流体间的热量交换,同时近壁面流体与管中心流体间的传热强度也有所提高。管子几何参数对半周受热内螺纹管换热的影响比全周加热时更显著。     

合成金刚石超高压腔内的压力剃度

 用合成金刚石通用的石墨代替过去使用的氯化银作为测定压力的传压介质材料测得了腔内的压力梯度。石墨在压力腔内压力梯度随压力的升高而增大，在中心压力为5.5 GPa时，纵向压力梯度为21.8 MPa/mm，径向压力梯度为18.8 MPa/mm；而且在较低压力下，两个方向的压力梯度相差甚微，随着压力升高，差别则较为显著。但氯化银在压力腔内的压力梯度却随压力的升高而减小。研究了测压腔内的相对压力梯度，发现相对压力梯度随压力的升高而减小。在中心压力为5.5 GPa时，纵向相对压力梯度为0.003 96 mm^-1，径向相对压力梯度为0.003 48 mm^-1。因此，应根据相对压力梯度来合理地设计合成金刚石反应腔内的温度场。     

T1系单相超导材料的高氧压合成及压力对超导性的影响

 系统地研究了在0~3 MPa氧压下T1系超导材料的制备过程及其超导性质。结果表明：0.25~0.90 MPa氧压下所制备的样品为纯2223相，T_c0最高可达125.3 K；1.45~3.00 MPa氧压下样品为纯2212相，T_c0在95~100 K之间；0.90~1.45 MPa氧压下样品为2223及2212两相共存。对两种单相样品的高压研究结果表明，2223相样品比2212相样品有着较强的压力效应，在0~0.52 GPa压力下分别为4.0 K/GPa及2.0 K/GPa。     

高压下的固态反应非晶化

 本文首次把压力引入固态反应非晶化过程，报道了Ni₅₀Ti₅₀多层膜在不同压力下低温退火后的X射线衍射结果。根据压力对反应热力学及动力学过程可能产生的影响，作者对所得结果作出分析，认为在2 GPa以上压力下，反应未能进行的原因是高压抑制了原子的低温快速扩散。提出在Ni-Ti系固态反应非晶化中，受抑制的扩散过程符合薄膜扩散的B类动力学模型。     

取压方式对微通道内单相摩擦阻力特性的影响

本文以去离子水和氮气为工质,在水平圆形微通道(dh=0．336 mm)中采用两种直接取压方式-缝隙取压和小孔取压,对单相摩擦阻力特性进行了实验研究,并通过改变缝隙宽度,研究缝隙宽度对压降测量偏差的影响．     

电热炮膛压测量技术

 主要介绍了一种高瞬态、宽谱的膛压准静态信号的测量方法及其在强电磁干扰环境下采取的抗干扰措施。引入了声腔滤波技术和光电隔离技术，并使用石英压力传感器和PVDF压力传感器进行了实验验证。为电热炮、液体炮等先进驱动系统的高瞬态、宽谱的膛压测量提出了一种有效的方法。     

光纤光栅弹簧管压力传感器的压力和温度特性

本文利用弹簧管对于压力的机械放大作用,将弹簧管与光纤光栅悬臂梁调谐技术相结合,研制了一种新颖的光纤光栅弹簧管压力传感器,大大提高了光纤布喇格光栅对压力测量的灵敏度,压力灵敏度系数可达-1.79×10^-4/MPa,比裸光栅提高了两个数量级,在0～12MPa的压力范围内,光纤布喇格光栅中心反射波长的改变与压力成良好的线性关系.同时由于悬臂梁热膨胀效应的影响,光纤光栅的温度灵敏度提高为裸光栅的7倍.     

水平管段塞流压力/压差波动特性分析

本文在对水平管段塞流压力波动特性进行理论分析的基础之上,对其压力/压差波动特性进行了试验研究。结果表明,折算液速对段塞频率的影响作用远大于折算气速的影响作用;分别增加管线中的气量、液量,或者气液量同时增加,均会造成管线运行过程中均值压力/压差和最大压力/压差的增加;压力信号的概率密度分布大部分呈双峰分布,但其中也存在单峰和多峰分布;压差信号的概率密度符合正态分布;压力信号的功率谱密度具有频率波动范围窄、幅值大的特点;与同工况压力信号的功率谱密度相比,压差信号的功率谱密度具有频率波动范围宽、幅值小的特点。     

4.5 GPa静水压活塞圆筒式高压装置的压力检测分析及压力校正

 本文提供了提高现有活塞圆筒式高压装置流体静压强的一种实验方法。成功地制作了锰铜丝压力计，并利用铋丝相变准确地做了压力校正。各箍的应力检测分析和相对位移测量都表明：无论压腔空载或充液时，在0.000 1~3.08 GPa均不显示出同步箍紧作用；上下缸的压强差偏大带来高压暴露的危险。为把流体静压强提高到3.08 GPa以上，建议改进设计；（1）内箍中箍合二为一，外箍分为上下二层，将增加箍力；（2）调整各箍之间接触圆锥面的面积，将有助于同步箍紧；（3）增大密封套圈的无支承面，将减少上下缸压差，有利于安全运行。     

流体流动中的压强降落

流体在流动中压强要降落，流体的性质不同，流态不一样，压强降落也不同，本就此问题作些论述。     

聚变等离子体中的快离子压强

本文运用Fokker-Planck方程的慢化近似,考虑存在多种离子成份(包括杂质),假定它们具有共同的温度,我们得到了聚变产生的快离子压强的简单封闭形式表示式。表明在典型的工作温度下(～60keV),D-~3He等离子体中聚变产生的快离子压强约为本底热压强的20％,这与D-T等离子体工作在20keV时的比值几乎相同。因此,D-~3He和D-T在它们相应的预期工作温度下,它们各自的快离子压强对总压强的影响是类似的,然而在更高的温度下,这个比值将变得更大。