严重段塞流现象与立管顶部节流的瞬态模拟

在对严重段塞流现象实验研究的基础上,本文采用OLGA软件建立了实验系统的瞬态模型,对水平段长度为114 m,下倾段长度为133 m,立管高度为15.3 m,内径为50.8 mm的集输-立管系统中的严重段塞流现象进行了数值研究,给出了相应流型图,并将立管底部压力、立管顶部持液率、段塞周期等严重段塞流特性参数的模拟结果与实验结果进行了对比;本文还对控制严重段塞流现象的立管顶部节流法进行了模拟研究,并与实验结果进行了对比。研究发现,本文的瞬态模型能够较好地模拟出实验中发现的四类流型,但对严重段塞流详细特性参数的模拟不够准确,对顶部节流的模拟与实验结果相差较大,对顶部节流法消除严重段塞流的机理仍需进一步研究。     

长距离集输立管中严重段塞流频率特性研究

实验研究了1 MPa压力下长距离集输立管中严重段塞流特性,基于立管压差信号的功率谱密度(PSD)函数,研究了严重段塞流频率随气液流量、立管顶部节流的变化规律.实验结果表明,严重段塞流频率随气液流速的增大而增大,但随液相流速增大的幅度更大;将严重段塞流节流至稳态的过程中,在极小气液流速的SS1区域范围内,节流会使得严重段...     

海洋集输立管系统严重段塞流转变模型研究

结合严重段塞流的形成机理,研究了立管底部压力与集输管道中流体压力的变化规律,建立了过渡流型向严重段塞流、稳定流转变的准则模型。对比Lockhart-Martinelli参数法和Beggs-Brill公式法在气液两相流含气率的预报效果,并将流型转变模型的预报结果与实验结果对比,结果表明:采用Beggs-Brill公式计算气液两相流含气率时具较高的精度,同时本文流型转变预报模型的预报值与实验结果吻合很好,从而可以为海洋集输立管系统的优化设计提供理论依据。     

严重段塞流立管压差信号的周期特性分析

本文对集输-立管系统中低气液流速下的气液两相流动特性进行了研究,结合概率密度函数(PDF)和功率谱密度分布(PSD)方法获得了气液流速对严重段塞流周期特性的影响规律.其中第一类严重段塞流立管压差信号的PDF与PSD分布均呈明显的单峰结构,PDF峰值为液塞流出时间在整个段塞周期内的占比,PSD主峰频率的倒数为压差波动信号...     

上升管中强烈段塞流消除方法试验研究

为了消除上升管中强烈段塞流,采用节流和扰动两种方法进行了试验研究。两种方法都能完全消除强烈段塞流, 能使强烈段塞流的发生范围显著减小。节流程度较小时将导致强烈段塞流压力波动更大、周期更长;但扰动法能使压力波动的幅度变小、周期变短。两种方法都使上游管道的压力显著增大,但扰动法产生的背压比节流法产生的背压小。     

气液混输管线与立管系统严重段塞流数值研究

针对气液混输管线与立管系统严重段塞流问题, 采用严重段塞流形成条件一致的等效原则, 发展了一种将三维管道系统等效为二维管道系统的计算流体力学(CFD)数值模拟方法. 以文献中某下倾管与立管组合系统为对象, 结合其实验工况, 对严重段塞流气液流动过程进行了数值模拟, 获得了其周期、压力波动幅值及喷发时间等关键参数的变化规律, 数值模拟与文献所述实验结果符合. 在此基础上, 建立了立管入口气液折算速度、立管含气率以及立管出口平均速度的理论模型, 获得了这些关键参数随时间的变化规律, 并给出了确定立管内气液流型变化的理论方法, 理论结果与CFD数值模拟结果一致. 建立的CFD方法大幅缩减了严重段塞流数值模拟所需的时间和资源, 推导的理论模型揭示了严重段塞流特性参数之间的关联, 可以对严重段塞流所引发的危害进行快速评估及预测,具有一定的工程应用价值.     

下倾-立管系统中严重段塞流现象的周期特性

本文在室内的模拟实验系统上对严重段塞流的周期特性进行了实验研究.通过对实验现象和立管底部的压力波动信号分析后发现,严重段塞流的周期主要取决于液塞形成和液塞流出阶段所经历的时间,与气相表观流速,液相表观流速、下倾管倾角等实验参数有关.通过下倾管中的气体在积累阶段质量守恒方程,得到严重段塞流周期计算模型.模型的预测结果与实验测得的周期相比偏小.在较大的气、液相表观流速下,严重段塞流周期计算模型的预测结果比较准确.     

TVS系统低温液体节流数值模型研究

热力学排气系统(TVS)技术是一种广泛采用而有效的航天低温推进剂高效贮存手段。结合热力学排气系统,针对常用的液氮、液氧、液氢等低温推进剂进行了节流制冷性能初步分析和计算,为实现采用TVS系统进行低温推进剂的高效贮存奠定了一定基础。     

从节流原理看“冰冰背”的形成

河南省林州市石板岩乡有一处奇特的山洞,每逢到了夏季,天气越热,山洞内就会出现结冰的现象,而到了冬季洞内的冰却渐渐融化成水。冰冰背夏天结冰,冬天无冰的奇特自然现象,可谓是大自然的一部杰作。虽然专家给出了关于＂冰冰背＂形成原因的一些推测,但是基于目前技术条件的限制,对于＂冰冰背＂真正的成因还没有一个准确的定论。本文根据物理学中的节流原理提出的制冷模型,说明了冰冰背的成因,从当地地形、地质构造及气候条件等因素来看,该模型符合物理学的节流原理条件。     

用于复叠温区的多元混合工质节流制冷机

本文报道了一种用于复叠制冷温区的多元混合工质节流制冷机。文中提出了理论 优化分 析原则。同时进行了相关的实验研究。综合结果表明，在许多应用场合混合工质节流制冷机比传统复叠制冷机系统更具有优势。     

高效率的低温混合工质J-T节流制冷机的试验研究

1JIto节流制冷机是一种结构简单、运行可靠的制冷机械，它广泛地用于工农业生产和国防军事工业之中。采用混合工质的J－T节流制冷机本世纪三十年代就有报道，但由于实验不太成功而没有受到注意，直到1959年，前苏联基辅气体研究所的A．P．Klimeenko教授利用内复叠循环在液化天然气的流程中采用了混合物作为J－T节流制冷循环的工质高效地液化天然气后而得到重视山。70年代，前苏联的另外一批学者M．BTOdyllsky等研究了适合于获得液氮温度的高效率的混合工质p」。他们的研究表明，在液氮温区，采用氮加碳氢化合物或者氟利昂作工质，比采…     

气举消除严重段塞流方法的实验研究

在模拟集输-上升管路系统的实验装置上,对消除严重段塞流现象的气举法进行了实验研究.实验结果表明,采用上升管下部注气的方法可以消除严重段塞流现象,实现管道出口气液的稳定流动,减小系统的最高压力,同时可以防止上游水平管内出现高频率的长液塞流动.分析发现,当注入气体流量增大到上升管中流型转变为块状流型时就可以消除严重段塞流现象,而气举法所需的最佳注入气量可以采用流型图来判断和计算.     

气体轴承换热器节流气孔结构的应用设计研究

本文通过研究气体轴承换热器气体轴承的工作原理,设计出三种不同的气体轴承节流气孔方案,并对这三种气体轴承节流气孔的设计方案进行了实验对比分析。作为气体轴承换热器的核心结构,气体轴承节流气孔的优化设计对减小气体轴承换热器体积和换热面积、提高换热效率有着重要意义。     

顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型转变实验研究

实验研究了集输-立管系统中,立管顶部节流条件下S型柔性立管内油气水三相流流型及其转变机理.发现,随着阀门开度的减小,S型柔性立管内依次会出现严重段塞流、类弹状流和类泡状流.背压的升高是促使流型发生转变的原因,升高的背压抵消了立管上游封闭气体的压力,从析抑制了立管内气相的运动速度.本文建立了节流过程中S型柔性立管内流型间...     

多元混合工质内复叠节流结合涡流管复合循环的热力分析

针对多元混合工质内复叠节流循环和涡流管的特点 ,提出了一种新的复合循环流程 ,以期达到液氮以下的制冷温度。建立了适当的涡流管热力学模型 ,采用火用分析方法对复合制冷循环各部件进行了分析。在相同的条件下 ,对复合循环和内复叠循环的热力特性进行对比 ,结果表明 ,采用复合循环可以提高整个循环的火用效率 ,完全可能达到液氮以下的制冷温度     

基于跟驰模型的列车运行优化控制模拟研究

列车运行的优化控制是降低运输成本,提高运输服务质量以及实现轨道交通可持续发展的重要方式.本文在传统优化速度跟驰模型的基础上,以能量节约为目标提出了一种改进的模拟模型,用以模拟分析城市轨道交通系统中列车运行的优化控制.所提出的模型是通过在经典的优化速度跟驰模型(见Phys.Rev.E 51 1035 Bando等,1995)中引入新的目标优化速度函数来实现在复杂限速条件下列车运行的优化控制.数值模拟则是以北京市地铁亦庄线为例,利用亦庄线实测数据开展研究.结果表明,所提出的模型能够很好地描述复杂限速条件下列车运行的动态特性,模拟测量得到的结果和亦庄线的实测数据较为符合,由此说明所提出模型的有效性.进一步,通过分析列车运行时空图,列车运行的速度变化及运行时间等,讨论了复杂环境下列车流的时空演化特性.     

混合工质J-T节流制冷机中换热器特性的试验研究

文中介绍了对混合工质 J- T节流制冷机中换热器特性实验研究的结果 ,指出多组分混合工质 J- T节流制冷机及其换热器设计过程中 ,混合工质组分配比对整机及换热器换热和流动有重要影响 ,选择组分配比时要统筹考虑混合工质小温差换热段的出现位置及其长度的综合影响。     

水平管液塞长度与频率的跟踪模型预测

采用电导探针在133 m长水平管道上对空气-水段塞流的液塞参数演化特征进行了实验研究,得到了液塞长度、频率统计分布沿管道的变化规律。实验观察到最小稳定液塞长度大约为15D,提出了新的长气泡尾流效应关联式。采用改进的跟踪模型研究了液塞长度等参数沿管演化过程,模型中采用了提出的尾流效应关联式,管道入口液塞长度随机变化。验证表明,模型较好预测出平均液塞长度、最大液塞长度、平均液塞频率等参数。     

一维双流体分层/段塞流模型的特征根分析

采用特征根方法对描述水平和倾斜管内气液分层流/段塞流的一维双流体模型进行适定性分析.系统分析了气液两相密度、粘性和管道倾角对一维双流体模型适定性的影响。计算结果表明:液相密度、气相粘性和管道下倾角的增大能拓宽方程组求解的适定区域;适定界线与气液两相流流型转变界线之间存在内在联系.     

SMR型LNG装置入口节流负荷调节特性的模拟研究

SMR液化工艺在小型LNG工厂中得到广泛应用,由于LNG工厂经常运行于非设计工况下,因此负荷调节方法及调节特性十分重要。文中将基于HYSYS的工艺流程模拟与离心式压缩机性能仿真相结合,建立了SMR装置的变工况数学模型及工艺模拟方法,并对采用压缩机入口节流方法调节负荷时的调节特性进行了模拟研究。结果表明,在60%～100%负荷范围内,入口节流方式进行负荷调节有很好的效率,但当负荷降至50%以下时,调节效率会下降。采用入口节流调节负荷时应协调节流压力与冷剂循环量,并优先满足压缩机高效工作的要求。文中的模拟方法及结果对LNG装置的操作运行及设计有理论上的指导意义。