涡轮流量计的二元流动理论模型

本文应用二元边界层理论的动量积分关系式导出了作用于涡轮流量计叶片上粘性摩擦阻力矩T_(fb)的理论模型。并给出应用二元叶栅理论所获得的涡轮流量计驱动力矩T_d的表达式。计算表明作用于叶片上的粘性摩擦阻力矩的大小具有与驱动力矩相同的数量级。文章还应用流体力学基本理论给出了涡轮流量计的轮壳阻力矩T_(fh)、阻力矩T_(ft)、轴承阻力矩T_(fj)和轮壳端面阻力矩T_(fe)的计算公式。计算表明,叶顶其中轮壳阻力矩比其他阻力矩(除粘性摩擦阻力矩之外)均大一个数量级以上。文章又通过涡轮流量计的平衡方程式计算出涡轮流量计的仪表常数。结果表明,计算值与实测值甚为吻合。     

涡轮流量计数学模型与优化设计

本文应用流体力学边界层理论,对涡轮流量计涡轮叶片受到的流体粘性阻力矩作了较详尽的理论分析,得到了粘性阻力矩的计算公式。公式表明,在层流流动时,粘性阻力矩与流量的3/2次方成正比;在湍流流动时与流量成13/7次方关系。从而导出了全新的涡轮流量计的数学模型。根据这一数学模型计算的涡轮流量计的特性曲线与实验结果甚为吻合。文中还提出了关于涡轮流量计临界雷诺数Re_(c1)的新概念。认为可以用Re_(c1)的值作为判别涡轮流量计特性曲线优劣的准则数,对仪表结构参数进行优化设计,以扩大仪表的量程比。     

介质粘性对转子流量计示值的影响及其修正

本文应用流体力学有关理论探讨了介质粘性对转子流量计示值影响的基本规律,并以甘油水溶液为工作介质,在流量标准装置上获得了国产LZB-15,10,6三种转子流量计统一的粘性修正公式。研究结果表明,对所试验的仪表,理论研究与实验结果的趋势基本一致,统一的粘性修正公式与实验值的最大编差为3.3%。     

流体粘度对涡轮流量计性能影响的理论预测

流体粘度是影响涡轮流量计性能的主要因素之一。本文运用粘性流体力学原理对现有涡轮流量计理论模型进行了改进。根据新模型计算的流量计特性曲线与变粘度实验结果更为吻合,从而为解决工业生产中涡轮流量计测量结果的粘度修正问题提供了实用的方法。利用本文的研究结果还可预测仪表几何参数和来流速度分布等因素对涡轮流量计性能的影响,作为改进仪表设计的理论依据。     

节流流量计测量脉动气流平均流量的研究

在用节流流量计测量周期性脉动气流的平均流量时,需要在脉源与流量计之间添加稳压箱以减弱脉动对流量计的影响。本文以稳压箱为控制体建立基本方程,对其无量纲化后进行数值求解,并用准则方程式予以拟合,数值计算结果表明,按本文方程得到的曲线与ＩＳＯ／ＴＲ３３１３中提供的实验数据的吻合程序优于该技术报告中的理论分析结果与实验数据的吻合程度。     

腰轮流量计输出的非线性规律

本文通过分析腰轮流量计的排量随转子角位移的变化规律，得到了腰轮流量计输出脉冲与流量之间的非线性关系，据此对由非线性效应引起的误差进行了兮析．本文的研究结果为使用小型体积管快速检定腰轮流量计的技术提供了理论依据，对如何提高腰轮流量计的示值精度具有一定的指导意义．     

关于冲量式流量计检测板上的垂直力对测量杆的水平位移的影响

本文利用了梁的纵横弯曲的挠曲线微分方程,求解了冲量式流量计的水平位移,讨论了流量计的检测板上的垂直力对测量杆的水平位移的影响。     

V锥差压流量计三维数值模拟与改进分析

应用计算流体力学方法对V锥差压流量计进行了数值模拟,分析了流量计内部的水利特性,并将数值模拟数据与试验数据进行了比较.数值模拟结果表明,V锥差压流量计的法兰对局部流场的影响较大,给试验测量带来较大误差.通过优化法兰的形状,可以改善法兰周围的扰动、提高测量点之间的压力差和提高测量精度.     

临界流文丘里喷嘴标定流量装置的研究

本文对ＩＳＯ９３００－１９９０标准中没有作出规定的一些重要内容，诸如用临界流文丘里喷嘴标定气体流量计装置中的气源问题和总体布置问题进行理论分析和试验验证．结果表明，在临界流文丘里喷嘴标定气体流量计装置中，采用高压离心式通风机作为气源以取代目前惯用的真空泵装置是切实可行的．所研制的标定装置精度高、总体布置合理，对今后该类标定装置的发展具有指导意义．     

探头式电磁流量计的理论研究和样机试验

本文分析了探头式电磁流量计的基本原理。根据电磁学和流体力学的理论求得了圆柱二电极、圆柱四电极、椭圆柱以及流线型柱体探头感应电动势的解析解。文中还讨论了边界层绕流圆柱探头和有限区间对探头输出信号的影响。从理论解可以看出,探头电极间的感应电动势与来流速度之间呈明显的线性关系。此外,文中还推荐了几种延迟或避免探头表面发生边界层分离的方法。对于圆柱和椭圆柱样机的实验证实了理论分析的结果。     

基于POLY FLOW的聚氯乙烯复合人造革涂布刮刀受力研究

目前对涂布过程中流体的研究多为牛顿流体,而实际流体为非牛顿流体,针对研究结果与实际偏差较大,难以用 于指导实际生产的缺点,提出了一种应用POLYFLOW软件对非牛顿流体涂布过程进行仿真的方法。建立了涂布刀二维 仿真模型,包括涂布刀二维几何模型、网格模型、涂布刀物理模型参数设置、非牛顿流体模型参数设置几个方面。仿真结 果得到了不同影响因素下非牛顿流体的静压力图及速度图。研究表明：涂布刀所受压力与离型速度成正相关关系,与温 度、涂布刀与辊轮的间隙和涂布刀安装角度成负相关关系。进而为实际生产提出了建议：安装涂布刀时,安装角度尽可 能大;涂层较薄时,可增加约束或自动调节机构减少涂布刀的受力变形;适当控制离型纸速度;适当增加涂料的温度。该 方法比较真实地模拟了非牛顿流体在涂布过程中的流动,为涂布行业提高产品质量提供理论依据。     

压裂液强制返排中支撑剂回流理论及应用研究

对于低渗致密储层,压裂施工结束后常采用压裂液强制返排技术,支撑剂是否回流是该技术成功与否关键性的评价标准。针对目前支撑剂回流机理研究的局限性,详细分析了支撑剂运移回流的物理过程,通过对注入的最后一段支撑剂中的单颗粒支撑剂的受力分析,建立了支撑剂回流的运动模型和起动模型。计算结果表明：注入的最后一段支撑剂在停泵后瞬间就在裂缝口停下来,支撑剂是否发生回流主要取决于返排的压裂液是否有足够的速度将支撑剂起动;在强制返排的过程中,先用小油嘴放喷返排,然后换用较大油嘴,既能及时把压裂液排出地层,又能较好地防止支撑剂回流。为定量选择放喷油嘴直径提供理论依据,优化返排工艺。     

二次加砂压裂裂缝延伸模型研究

二次加砂压裂工艺处于技术探索阶段,缺少相关理论研究。在考虑二次加砂前,一次加砂已经在缝中沉降并形成一定高度的砂堤,砂堤高度随时间不断变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响,在此基础上建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型。包括：压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程。其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是该方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响。数值模拟结果表明二次压裂和常规压裂相比压后增产效果理想,具有推广应用的价值。     

复合射孔压裂火药爆燃后气液作用分析

针对目前在复合射孔理论模型的研究中，国内外各石油公司及相关研究机构主要集中在火药的爆燃机理、岩石的压裂机理和裂缝的生成方面，但对于压裂火药燃烧结束后剩余高能气体及上部     

基于湍流自旋理论的二维方腔旋转流动的数值模拟

基于湍流自旋理论对旋转方腔内不可压流体的流动进行了二维数值模拟,用有限容积法在交叉网格上对控制方程进行离散,采用SIMPLEC算法进行计算,对流项的离散方面采用了延迟修正的QUICK格式,最后采用二维的TDMA算法进行迭代求解,并对边界条件处理采用了Block块技术.同时与经典理论即Navier-Stokes（N-S）方程的模拟情况做了比较.得出下列结论：N-S方程表明方腔旋转时内部流体只会作刚体旋转;而自旋模型表明该类流动具有不平凡性和不稳定性：即流体的内聚力不足以使流体跟随固体边界作刚体运动,旋转边界必然在流体中诱导出小尺度耗散涡旋,这些小尺度涡旋在固壁附近组织出正负相间的拓扑缺陷（涡旋场强）,这一流体定向奇性会与速度场耦合,并容易形成复杂的大尺度的涡旋运动.     

基于有限元模拟的换热管与折流板碰撞研究

为了研究换热管与折流板的碰撞特性,基于漩涡脱落原理,建立了换热管振动的简化模型,并利用ANSYS非线性瞬态分析,研究简化模型分别在不同的间隙、流体力下换热管与折流板碰撞力随时间的变化规律。结果表明：当流体力偏大时,间隙越大,碰撞力越大;当流体力偏小时,间隙越大碰撞力越小。流体力越大,换热管与折流板之间的碰撞力 越大,但增长速率随流体力的增大而减小。     

反映动态启动压力梯度的低渗透油藏渗流模型

基于流体边界层理论，建立了一种描述在低渗透油藏流体非线性渗流特征的新模型，获得了动态启动压力梯 度的连续变化函数。应用考虑动态启动压力梯度的非线性渗流模型，建立了一维单相流体流动的数学模型，并应用全 隐式方法对离散方程进行了线性化处理；对比研究了线性渗流模型、拟线性和反映动态启动压力梯度的非线性渗流模 型下地层压力的分布特征及流体非线性渗流系数对动边界扩展的影响。数值结果表明：受动态启动压力梯度的影响 在近井区域地层压力下降幅度更大，在远井区域的地层压力越高，地层压力下降范围更小；非线性系数数值越小，流体 流动的非线性程度越强，动边界的扩展速度越慢。     

基于直接接触凝结理论的汽液两相流升压模型

针对汽液两相流升压装置利用经验模型计算的过程中，仅能对出口压力进行计算，且计算值与实验值有较大误差的弱点，提出了用直接接触凝结（DCC）的理论求解汽液两相流的一维理论模型。计算升压装置的最大出口压力，分析其他参量的变化规律。结果表明，汽液两相流在凝结激波前为泡沫流，在凝结激波后完全凝结成单相水的情况下，升压装置的出口压力达到最大值。     

一种改进的聚合物驱孔隙网络模型

基于幂律流体在圆管中的流动模型,建立了幂律流体剪切率与流速之间的关系式。对关系式进行校正并代入Carreau 模型中,得到了改进的Carreau 流体有效黏度模型。新模型中有效黏度是流速的函数,将原来的非线性问题简化为线性问题。应用新建立的有效黏度模型,综合考虑聚合物渗流机理建立聚合物驱微观模拟模型。进行了聚合物驱微观模拟,统计分析了聚合物驱后剩余油的微观分布规律。计算结果表明,聚合物驱后剩余油更趋分散：网络状剩余油体积比例明显减少,但油水混合状、孤粒/孤滴状、斑块状剩余油体积比例都有所提高。