弯头曲率半径对π形管内气液两相流动影响研究

文中基于气液两相流理论，对水平放置的π形管进行丙烷-水两相混输模拟研究。通过欧拉模型以及Realizable k-ε湍流模型对不同弯头曲率半径条件下π形管管壁含气率分布、湍动能分布以及剪切力分布进行研究。结果表明：输送过程中，气相在重力作用下逐渐聚集在水平π形管顶部，聚集程度随着π形管曲率半径的增大而增大；气液两相流动在管壁产生的剪切力和湍动能随着弯头曲率半径的增大而减小。此外，气液两相流速的增大，能够改善丙烷在π形管顶部的聚集程度并增大管壁湍动能和剪切力。     

基于Fluent的气旋浮分离器流场实验与分析

为分析气旋浮分离器内部的流场规律,应用流体仿真软件Fluent,采用Mixture多相流模型及带旋流修正k-ε湍流模型对气旋浮分离器实验室模型内部流场进行仿真研究,得到了气旋浮装置内部压力场及速度场的分布规律,通过采用皮托静压管测定分离器不同位置的切向速度并与模拟结果进行比较,验证了模拟结果的准确性;同时通过模拟和实验得到了不同参数对分离效率的影响,优选出较理想的入口流量及分流比。     

螺旋折流板换热器的数值模拟及螺旋角对其性能的影响

文中运用CFD数值模拟的方法对螺旋折流板换热器建立了数学模型,得出了螺旋角β=15°时螺旋折流板换热器壳程流体速度、温度、压力云图,从云图中可以看出,由于螺旋折流板的导流作用,壳程流体整体呈螺旋状流动,流动速度、温度和压力变化比较平缓,螺旋折流板附近不会形成流动死区。另外,在结构和操作条件相同的情况下,对螺旋角分别为9°~16°的情况下,对螺旋折流板换热器壳程的压力损失Δp和传热Nu的影响进行了分析比较。     

Y型过滤器流动与阻力特性数值模拟分析

文中利用CFD软件,结合多孔介质模型对Y型过滤器进行了数值模拟研究,并与实验结果做了对比分析。得到了过滤器流动特性及不同部位压降情况,分析了滤网堵塞率对压降的影响规律,并提出了减小过滤器压力损失的建议方法。研究表明,Y型过滤器压降主要发生在入口滤座区、滤网区和滤芯环形间隙区,其中滤网区压降最大。滤网堵塞程度对压降影响很大,超过50%时压降快速增大。     

气液混输管道清管模型应用研究

清管球在管道中运行时,受到流体的阻力形成液塞.模拟液塞在管道中流动的模型主要有McDonald-Baker模型和Minami模型两大类,用于模拟管道内稳态和瞬态流动的流体.针对管道中气液两相流体,采用上述两类模型进行模拟计算,并与实验结果相比较,得出结论:对于精度要求较高的情况下,模拟两相流管道中的流体采用某一种清管模型不能满足精度要求,应根据管道中气液混合的速度和清管球的运行速度来确定,不同阶段,采用相对应的清管模型来计算管道清洗的时间和速度.     

基于Fluent的空冷器管道系统流体均配研究

为了研究空冷器管道系统的流体均配问题,引入多孔介质模型,应用Fluent对空冷器的管道系统进行了数值模拟研究。结果表明:空冷器的压降越大,管道系统的流体分配越均匀;分流集合管与汇流集合管中的压力分布在一定程度上决定了管道系统的流体分配;分流集合管与汇流集合管中流体的流动方向相反有利于管道系统的流体均配,当二者的流体流动方向相同时,沿流动方向各支管流量依次增加。管道系统结构优化后,流体分配更均。     

大型沉管隧道管节接头刚度特性研究

沉管隧道管节接头具有调节沉管隧道受力性能以及适应隧道不均匀变形的功能,在隧道运营中起着非常重要的作用。文章以港珠澳沉管隧道管节接头为研究对象,建立了管节接头刚度的三维非线性有限元计算模型,对管节接头的受力变形特征进行了分析,分别得到了管节接头轴向压缩刚度、弯曲刚度与轴向压缩荷载、压缩弯矩之间的变化规律。结果表明:轴向压缩刚度随轴向压缩荷载增大而增大;轴向弯曲刚度随轴向荷载增大而增大,但在相同轴压下,弯曲刚度随弯矩增大而减小。此外,结合管节接头模型试验进一步研究了管节接头轴向压缩刚度和弯曲刚度的变化规律及影响因素,并对比分析了有限元计算结果与模型试验结果,模型试验得出的接头刚度变化规律与有限元模拟结果一致。研究得到的管节刚度对沉管隧道整体计算研究具有重要参考意义。     

低雷诺数下突扩管流的CFD数值计算

边界突然扩大的流动是管道输运工程中一种常见的流动现象.应用计算流体力学(CFD)中PHOENICS软件的VR编辑环境,在柱坐标系下建立了突扩管在低雷诺数条件下物理模型,采用正交网格划分,对牛顿流体层流下管路突扩情况进行了数值模拟,通过Origin后处理软件对计算结果进行了数据处理,分析了管路突扩回流时速度和压力的流场的分布情况.结果可以很好地反映突扩管流的基本特征,对石油生产中常见的此类问题的研究提供理论依据.     

变密度凸肋通道流动及换热特性研究

文中通过数值模拟方法对变密度凸肋通道的流动和换热特性进行了研究,主要研究了恒定热流密度下肋片高度和截面形状对通道流动和换热性能的影响。物理模型包含4种肋片结构,高度为0.45～0.75 mm。结果表明,在Re=100～600时,水滴型肋片换热性能优于圆形肋片并随尾翼长度增加而增强。摩擦阻力系数随Re增加呈下降趋势,随肋片高度增加而增大但趋势逐渐减缓。综合性能随肋片高度增加具有先增大后减小趋势,并且随Re增大曲线趋于平缓。在肋片高度变化范围内,肋片高度为0.65 mm时,也即肋片顶部与通道之间存在一定间隙时,综合性能最优。     

流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力影响

为研究流速对Ω形波纹管变形补偿与承载能力的影响,分别采用有限单元法和有限体积法对该波纹管内的空气流动进行数值模拟,计算出不同空气流速作用下的压力载荷;将该压力载荷作用于波纹管内壁面上,采用有限单元法和有限体积法得出不同空气流速作用下Ω形波纹管的轴向刚度和最大等效应力。结果表明：Ω形波纹管的变形补偿能力随流速的增大呈增强趋势,承载能力随流速的增大呈减弱趋势,且2种数值模拟方法计算结果的相对误差小于8％。     

旋转射流喷头内部流体速度的研究

采用非标准螺旋形的加旋元件,形成加旋喷头,使喷出的射流在旋转过程中向外扩散,达到内壁清洗和钻孔的目的。加旋喷头分为圆管进液段、流槽加旋段以及锥形收缩段。文中对其流槽加旋段及锥形收缩段内流体的速度函数关系进行了探讨,得出了相应的函数关系表达式。结果表明：液体在流槽加旋段内的运动,可视为一元轴对称螺旋流动,在锥形收缩段内流体的运动可视为二元轴对称螺旋流动。     

海底混输管道内部状态完整性分析

为保证某混输海管的安全运营,通过建立混输海管多相流动模型和腐蚀模型,分析海管典型运行工况参数与设计取值,得出管道多相流动参数分布规律、腐蚀速率主要影响因素和总腐蚀情况。结果表明：海管入口立管底部压力最高;管内沿线温度总体逐渐降低,具有轻微波动;平管上坡段和入口立管段持液率较高;液体流速对该管道腐蚀速率的影响最显著;入口立管段底部腐蚀速率最大,且均大于设计取值;腐蚀速率设计取值偏小。     

A multi-commodity Lighthill–Whitham–Richards model of lane-changing traffic flow

Systematic lane changes can seriously deteriorate traffic safety and efficiency inside lane-drop, merge, and other bottleneck areas. In our previous studies (Jin, 2010a, Jin, 2010b), a phenomenological model of lane-changing traffic flow was proposed, calibrated, and analyzed based on a new concept of lane-changing intensity. In this study, we further consider weaving and non-weaving vehicles as two commodities and develop a multi-commodity, behavioral Lighthill–Whitham–Richards (LWR) model of lane-changing traffic flow. Based on a macroscopic model of lane-changing behaviors, we derive a fundamental diagram with parameters determined by car-following and lane-changing characteristics as well as road geometry and traffic composition. We further calibrate and validate fundamental diagrams corresponding to a triangular car-following fundamental diagram with NGSIM data. We introduce an entropy condition for the multi-commodity LWR model and solve the Riemann problem inside a homogeneous lane-changing area. From the Riemann solutions, we derive a flux function in terms of traffic demand and supply. Then we apply the model to study lane-changing traffic dynamics inside a lane-drop area and show that the smoothing effect of HOV lanes is consistent with observations in existing studies. The new theory of lane-changing traffic flow can be readily incorporated into Cell Transmission Model, and this study could lead to better strategies for mitigating bottleneck effects of lane-changing traffic flow.     

淹没条件下后混合磨料射流的数值仿真分析

建立喷嘴结构参数与其射流流场特性之间的关系,选择最佳的射流工况条件对提高射流效率有重要意义。利用FLUENT软件,对锥直喷嘴在淹没条件下后混合磨料射流进行了数值模拟。对于后混合磨料射流,分析了喷嘴结构参数（混合腔直径Dq、混合管长度Lg和保护气入口速度ua）对射流流场特性的影响。结果表明：大直径混合腔、长混合管的喷嘴的射流效果好,通保护气后使得射流性能得到改善,保护气的速度增大时其对射流的保护作用增强。     

冰粒射流表面清洗的试验研究

冰粒的制备和射流系统的建立是冰粒射流的现;考虑冰粒易融化,冰粒的加入方式采用后混合式且利用压缩空气引射冰粒从而形成冰粒射流系统.用所建立的冰粒射流系统进行了脱漆试验研究,分别考察了工作压力、冰粒尺寸、冰粒温度、冰粒流量及横移速度和喷射靶距等参数对表面清洗性能的影响.结果表明:工作压力和冰粒温度影响较大,冰粒尺寸、冰粒流量及喷射靶距各存在最佳值.     

Experimental study of the impact of structural geometry and wind direction on vehicle emissions in urban environment

Vehicle emissions inside an urban environment are investigated using a wind-tunnel under neutral atmospheric conditions. The urban environment was formed as street canyon model. The diffusion flow field in the boundary layer inside the street canyon was examined at different locations of varying geometry of the street and wind directions in the downwind distance of the leeward side of the street canyon model. The results show that the vertical velocity increases as the aspect ratio increases and with wind direction increases from θ = 90°. The pollutant concentration increases as the aspect ratio decreases. The pollutant concentration decreases as the wind direction increases from θ = 90°. The pollutant concentration distributions indicate that the variability of the structure, geometry and wind direction inside the street canyon are important parameters for estimating air quality in the urban street canyon.     

模型环道蜡沉积装置测试段流场温度场数值模拟

对模型环道蜡沉积装置测试段流场温度场进行了数值模拟。模拟结果表明 :因为测试段管外壁冷却水的作用 ,近壁处油温会下降 ,越靠近管壁 ,温度下降越多 ;测试段流场发生了畸变 ,近壁处流速减小 ,管中心附近流速增大 ;近壁处油温下降及流场畸变造成管段压降增加。     

数控脉冲管道清洗技术及应用

数控脉冲管道清洗技术利用气-水结合的高速脉冲射流形成的物理波,对管内的锈垢存积物进行冲击和振动,逐层剥落锈垢和油垢等存积物来进行管道清洗,达到清管目的。该技术具有安全环保、无卡堵风险、费用低等优点,且实施流程简单、快捷高效,在石西油田有着较好的应用效果,可广泛应用于石油管网清管作业中。     

提高高压水射流清洗小直径管道效率的方法

根据高压水射流清洗的工作机理,结合小直径管道清洗的特殊性,选择了影响清洗效果的主要参数,合理地对相互影响较大的参数分组,并重点研究了压力与流量,靶距与打击力,冲击角与清洗速度,扩散角与射流形状等关键参数的选择和匹配,分析了清洗小直径管道时喷头和喷嘴选择的一般方法。分析表明：清洗小直径管道时,合理匹配各组清洗参数,可以有效提高射流的利用率,为提高清洗效率、有效利用高压水射流清洗提供一定的依据。