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离心泵固液两相流动与磨损特性的计算流体力学-离散元法研究
1
作者 王勇 李明 +3 位作者 陈杰 徐强 崔勇 刘厚林 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期446-454,共9页
磨损是导致离心泵性能和寿命降低的重要原因。为了研究离心泵磨损与内部固液两相流动之间的关系,在不同颗粒浓度和颗粒粒径下,采用计算流体力学-离散元法耦合计算方法对离心泵内部颗粒分布进行了预测,同时基于E/CRC磨损模型对离心泵壁... 磨损是导致离心泵性能和寿命降低的重要原因。为了研究离心泵磨损与内部固液两相流动之间的关系,在不同颗粒浓度和颗粒粒径下,采用计算流体力学-离散元法耦合计算方法对离心泵内部颗粒分布进行了预测,同时基于E/CRC磨损模型对离心泵壁面的磨损特性进行了计算。结果表明:颗粒在叶轮进口聚集并下沉,进入叶轮的颗粒沿叶片压力面运动,并从靠近后盖板侧进入蜗壳;叶轮主要的磨损区域位于叶片压力面以及压力面前缘和后缘与前、后盖板交界区域,蜗壳主要磨损区域集中在靠近后盖板侧;颗粒浓度从0.5%增大至2%时,叶片最大磨损率增大到原来的4.4倍,蜗壳最大磨损率增大到原来的3.8倍;颗粒粒径从0.4 mm增大至0.6 mm时,叶片最大磨损率减小到原来的34.2%,蜗壳最大磨损率减小到原来的29.8%。颗粒聚集区域,壁面碰撞频率也较高,叶轮和蜗壳的高磨损率区域与高碰撞频率区域高度重合,颗粒对壁面的碰撞是造成磨损破坏的重要原因。 展开更多
关键词 离心泵 固液两相流 磨损 碰撞频率 颗粒分布 CFD-DEM 颗粒浓度 粒径
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离心泵气液两相流噪声特性分析
2
作者 谈明高 王昊晨 +3 位作者 刘厚林 吴登昊 吴江海 吴贤芳 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2026年第2期357-364,共8页
为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪... 为探究离心泵在气液两相工况下内场噪声机理,本文采用SST k-ω模型结合MUSIG两相流模型模拟泵内气液两相流得到声源,应用声学有限元方法求解Helmholtz波动方程得到声场,对泵内气液两相流噪声进行了研究,分析了不同流量对泵内两相流动噪声声压级频域特性、总声压级特性和声压级分布特性的影响规律。研究结果表明:不均匀的气液两相流动和叶轮与隔舌的动静干涉作用是泵内气液两相流噪声的2个主要噪声源;蜗壳内各监测点的噪声总声压级与其所处断面面积呈反比关系;除了隔舌处,泵内其他位置的总声压级随着流量的增加均呈现不同程度的增加趋势,当流量从小流量增加到设计流量时,增幅分别为0.31%、0.67%、0.15%、0.48%和0.33%,进一步增加为大流量时,增幅为0.25%、0.20%、1.86%、0.10%和0.71%;叶频处离心泵内高声压级区主要位于隔舌附近的蜗壳螺旋段及叶轮出口区域,且叶轮内噪声声压级会整体上随着流量的增加而逐渐增大。 展开更多
关键词 离心泵 气液两相流 涡结构 试验测试 声源强度 内流噪声 计算流体力学 计算声学
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基于双差压法的油嘴气液两相流流量计量方法
3
作者 李庆 刘洪飞 +5 位作者 郑炜标 段博宇 李昶融 金曼青 丁瑞祥 梁法春 《仪表技术与传感器》 北大核心 2026年第3期30-37,60,共9页
由于质量含气率的复杂性且在实际应用中难以获取,提出了一种双差压法的油嘴气液两相流流量计量方法。通过理论和实验分析,阐明了双差压平方根比值、气液密度平方根比值等参数与质量含气率的映射关系,经过不同输入特征对比后构建最佳的... 由于质量含气率的复杂性且在实际应用中难以获取,提出了一种双差压法的油嘴气液两相流流量计量方法。通过理论和实验分析,阐明了双差压平方根比值、气液密度平方根比值等参数与质量含气率的映射关系,经过不同输入特征对比后构建最佳的质量含气率敏感参数组合,建立新模型以实现两相流总质量流量的预测。实验结果表明:流量预测模型的含气率适用范围为0~100%,且与流型、气液相折算速度和运行压力等参数无关;在气体的折算速度为1.727~13.816 m/s,液体的折算速度为0.035~0.380 m/s的条件下,利用预测模型得到的质量含气率和流量计量相对误差均在±10%以内,为气液两相流流量计量提供了新方法。 展开更多
关键词 气液两相流 油嘴 双差压 流量计量 质量含气率 总质量流量
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基于多元多尺度模糊熵的气液两相流流型辨识
4
作者 张立峰 李国智 +2 位作者 刘昱甫 刘均芝 王咏梅 《计量学报》 北大核心 2026年第2期183-191,共9页
提出了一种基于多元多尺度模糊熵(mvMFE)的气液两相流流动特性分析方法。使用电阻层析成像阵列传感器对垂直上升管道的气液两相流进行流型信息采集,并使用主成分分析法对测量数据进行降维处理。然后使用多元多尺度模糊熵来度量不同流型... 提出了一种基于多元多尺度模糊熵(mvMFE)的气液两相流流动特性分析方法。使用电阻层析成像阵列传感器对垂直上升管道的气液两相流进行流型信息采集,并使用主成分分析法对测量数据进行降维处理。然后使用多元多尺度模糊熵来度量不同流型的多元时间序列的复杂度,并与多元多尺度排列熵(mvMPE)、多元多尺度离散熵(mvMDE)和一元时间序列的多尺度模糊熵(MFE)进行对比,进一步计算mvMFE前10个尺度的平均值和增长速率,结果表明相同流型所对应的mvMFE差异性最大,不同流型的mvMFE区别更显著,且mvMFE能够更好地揭示气液两相流的流动行为。 展开更多
关键词 多相流测量 气液两相流 流型辨识 多元多尺度模糊熵 电阻阵列传感器
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垂直环空内气液两相流多尺度算法及模拟研究
5
作者 伍磊 刘海湖 +4 位作者 张明乾 张孟祎 王宁宁 王志恒 席光 《西安交通大学学报》 北大核心 2026年第1期94-106,共13页
为深入探究垂直环空内气液两相流动规律,通过集成Tomiyama曳力与升力模型、碰撞聚并模型以及离散气泡模型到流体体积法(DBM-to-VOF)的转换算法,在OpenFOAM框架下开发了DBM-VOF多尺度耦合求解器,并通过系列典型算例验证了其准确性与有效... 为深入探究垂直环空内气液两相流动规律,通过集成Tomiyama曳力与升力模型、碰撞聚并模型以及离散气泡模型到流体体积法(DBM-to-VOF)的转换算法,在OpenFOAM框架下开发了DBM-VOF多尺度耦合求解器,并通过系列典型算例验证了其准确性与有效性。基于该求解器,对垂直环空内气液两相流进行数值模拟,识别了泡状流、弹帽流、段塞流和搅拌流4种典型流型,并构建了气液两相流型图。研究结果表明:泡状流含气率曲线波动平缓,其概率密度函数(PDF)曲线呈狭窄陡峭的单峰结构;弹帽流含气率曲线波动较大,PDF曲线为单峰结构且在较高含气率区域形成宽尾;段塞流含气率曲线呈周期性剧烈波动,PDF曲线为双峰结构;搅拌流含气率曲线呈现周期性大振幅波动,其均值显著高于其他流型,PDF曲线在高含气率位置为单峰,并在低含气率区域形成宽尾。所建立的流型图与前人实验结果基本吻合,但在一定表观液速下,建立的流型图中段塞流向搅拌流转换所需的表观气速更低。该研究为垂直环空内气液两相流动的机理研究提供新的数值工具,并为相关工程应用中的流型预测与优化提供理论支持。 展开更多
关键词 垂直环空 气液两相流 OpenFOAM框架
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含包覆药的混合装药二维两相流内弹道仿真研究
6
作者 冯渊 王育维 +3 位作者 朱文芳 董彦诚 郭映华 陈鹏杰 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2026年第1期70-79,共10页
针对大口径火炮含包覆药的混合装药内弹道问题,建立了含包覆药的混合装药二维两相流内弹道数学模型,并利用该模型开展了某大口径火炮含包覆药的混合装药内弹道过程以及单一装药内弹道过程的对比研究,并探讨了包覆发射药质量占比和包覆... 针对大口径火炮含包覆药的混合装药内弹道问题,建立了含包覆药的混合装药二维两相流内弹道数学模型,并利用该模型开展了某大口径火炮含包覆药的混合装药内弹道过程以及单一装药内弹道过程的对比研究,并探讨了包覆发射药质量占比和包覆层质量分数对内弹道性能的影响。结果表明,与未包覆、单一装药内弹道性能相比,在保证相同弹丸初速条件下,含包覆药的混合装药能够将最大膛压由336.9 MPa下降至318.6 MPa。当包覆发射药质量占比由0增大至30%和70%时,炮口动能分别低了7%和17%,而最大膛压分别降低了18%和39%。当包覆层质量分数占比由2.5%增大至7.5%和12.5%时,炮口动能分别低了3%和5%,而最大膛压分别降低了7%和14%。 展开更多
关键词 两相流 数值模拟 内弹道 包覆混合装药
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粒径对环形射流泵内固液两相流特性的影响
7
作者 李晓平 蒋耀涵 +2 位作者 谈明高 吴贤芳 刘厚林 《水电能源科学》 北大核心 2026年第2期196-200,88,共6页
为探究粒径对环形射流泵输送固液两相流特性的影响,采用RANS-DEM耦合的方法对环形射流泵内固液两相流进行数值模拟,分析了颗粒粒径对环形射流泵的效率及压力比、输送单位质量颗粒能耗、颗粒运动特性与速度分布、颗粒碰撞特性与分布以及... 为探究粒径对环形射流泵输送固液两相流特性的影响,采用RANS-DEM耦合的方法对环形射流泵内固液两相流进行数值模拟,分析了颗粒粒径对环形射流泵的效率及压力比、输送单位质量颗粒能耗、颗粒运动特性与速度分布、颗粒碰撞特性与分布以及壁面磨损等的影响规律。研究结果表明,随着颗粒粒径增大,环形射流泵的效率及压力比下降,而输送能耗则增大;颗粒首次进入各部件的时间略微增加,最大增加约0.007 s,但过泵时间稍有降低,最大降低约0.004 s;颗粒加速过程减缓,颗粒最大速度先减小后升高,且波动加剧,而颗粒平均速度则逐渐提升;颗粒碰撞总次数先下降后上升,颗粒间碰撞占据主导地位。 展开更多
关键词 环形射流泵 颗粒粒径 固液两相流 RANS-DEM耦合
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两相流条件下微纳塑料颗粒迁移及滞留机理研究
8
作者 刘启明 杨志兵 吴婷 《地学前缘》 北大核心 2026年第1期222-235,共14页
微纳塑料(micro/nano-plastics,M/NPs)在多孔介质中的迁移与滞留机制是土壤与地下水污染领域的重要问题,然而受当前可视化技术的限制,两相流条件下M/NPs迁移与滞留过程的细观机理尚不明确。本研究基于三维可视化实验平台,直接观测并量... 微纳塑料(micro/nano-plastics,M/NPs)在多孔介质中的迁移与滞留机制是土壤与地下水污染领域的重要问题,然而受当前可视化技术的限制,两相流条件下M/NPs迁移与滞留过程的细观机理尚不明确。本研究基于三维可视化实验平台,直接观测并量化了渗吸条件下M/NPs在孔隙空间中的分布特征,重点分析了驱替结束后其在多孔介质骨架颗粒接触区、固相表面及液液界面的滞留规律,探究了M/NPs粒径与驱替流量对其空间分布的控制机制。结果表明:M/NPs粒径通过改变M/NPs-固相表面与M/NPs-流体界面间的相互作用能来主导其滞留位点的选择;而M/NPs间的相互作用能大小是决定其能否聚集成团簇并滞留在孔隙空间的关键因素;驱替流量则通过改变固相湿润相界面面积影响其滞留总量。此外,M/NPs滞留在多孔介质中不同点位的主导机制不同,其在多孔介质骨架颗粒接触区的滞留主要受筛分作用控制,而在固相表面与液液界面处的滞留则主要依赖于界面吸附作用。在高剪切条件下滞留在固相表面的M/NPs可能会脱落,而骨架颗粒接触区作为低速区,其聚集团簇数量随流速增大而增加。本研究揭示并量化了M/NPs粒径与流速对其迁移滞留的作用机制,可为预测土壤和地下水等多相流体环境中污染物的迁移与归宿提供重要的理论依据。 展开更多
关键词 微纳塑料 多孔介质 两相流 滞留机理 分布特性
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射流回路反应器内气液两相流研究与应用
9
作者 朱阳芳 刘波 +2 位作者 谢宝玲 陈功 姜久闯 《化学工程》 北大核心 2026年第3期63-68,共6页
射流回路反应器在气液混合方面展现出高效、快速的特性,且具有设备成本低、能源利用效率较高等优势,在大规模连续化工业生产场景中具有重要的应用价值。首先,介绍射流回路反应器的构成及所具备的优势。然后,指出其性能与流型存在紧密的... 射流回路反应器在气液混合方面展现出高效、快速的特性,且具有设备成本低、能源利用效率较高等优势,在大规模连续化工业生产场景中具有重要的应用价值。首先,介绍射流回路反应器的构成及所具备的优势。然后,指出其性能与流型存在紧密的内在联系,不同流型会使反应器内的流体力学特性以及气液两相混合机理产生显著差异。其次,阐述PIV(粒子图像测速)技术与CFD(计算流体动力学)数值模拟方法,可以实现流场流态的可视化。进而通过理论分析、实验探究及数值模拟相结合的方式,综述射流回路反应器内气液两相流的研究进展状况。最后,梳理射流回路反应器在化工化学、生物化学以及环境保护等领域的应用情形,并对其未来的研究热点予以展望。 展开更多
关键词 射流回路反应器 气液两相流 流型 工业应用
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中试规模环形折流板脉冲萃取柱内液-液两相流数值模拟研究
10
作者 兰文杰 景山 +1 位作者 袁俊涛 李少伟 《化工学报》 北大核心 2026年第1期313-327,F0002,共16页
脉冲萃取柱是乏燃料后处理过程中重要的液-液萃取设备。本研究利用计算流体力学(CFD)方法对中试规模环形折流板脉冲萃取柱(APDDC)内的水力学性能进行了模拟与研究。首先,针对有机相连续和水相连续两种不同工艺过程中分散相对折流板的浸... 脉冲萃取柱是乏燃料后处理过程中重要的液-液萃取设备。本研究利用计算流体力学(CFD)方法对中试规模环形折流板脉冲萃取柱(APDDC)内的水力学性能进行了模拟与研究。首先,针对有机相连续和水相连续两种不同工艺过程中分散相对折流板的浸润性差异,发展了近板区等效液滴尺寸模型,分别建立了适用于两种工艺流程的欧拉-欧拉两相流模拟方法,模拟结果与实验测量结果符合良好。而后,对萃取柱内的流场、分散相分布以及分散相返混情况进行了研究,并建立了分散相板上富集度和返流率的关联式。 展开更多
关键词 萃取 计算流体力学 水力学性能 两相流 分散相分布
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水-石英砂两相流对20号钢90°弯管的冲刷磨损数值模拟研究
11
作者 苑学林 马小林 +4 位作者 李璇璇 姜一堃 张亚新 冉文燊 王硕 《化工设备与管道》 北大核心 2026年第1期109-117,共9页
以公称直径为DN20、DN40、DN80、DN100的90°弯管为对象,运用数值模拟方法,考察了水-石英砂固液两相流流速(2 m/s、4 m/s、6 m/s)、颗粒粒径(0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm)及固液质量比(1%、2%、3%)对弯管冲刷磨损速率、位置、形貌的影... 以公称直径为DN20、DN40、DN80、DN100的90°弯管为对象,运用数值模拟方法,考察了水-石英砂固液两相流流速(2 m/s、4 m/s、6 m/s)、颗粒粒径(0.1 mm、0.5 mm、1.0 mm)及固液质量比(1%、2%、3%)对弯管冲刷磨损速率、位置、形貌的影响。结果显示:随流速增加,最大冲刷磨损速率呈指数趋势增加,冲刷磨损高发位置由弯管及下游管段φ=270°区域迁移至弯管及弯管与下游管段交界处φ=0°区域,形貌由“Flow Erosion”经片状到“V”形;随粒径增加,最大冲刷磨损速率呈线性增加,DN20、DN40弯管冲刷磨损位置由φ=180°向φ=0°区域迁移,形貌由片状向“V”形发展,DN80、DN100弯管冲刷磨损位置由φ=0°向φ=270°区域移动,形貌由片状向“Flow Erosion”发展;随固液质量比增加,最大冲刷磨损速率呈线性增加,其对位置及形貌影响远小于流速与粒径,主要体现在位置小角度迁移及形貌区域的小范围增大;当流速处于2~4 m/s区间,粒径为0.1 mm时,随管径增加,最大冲刷磨损速率线性增加,形貌由片状为主转变为“Flow Erosion”为主,当流速处于2~4 m/s、粒径处于0.5~1.0 mm区间与流速为6 m/s时,粒径在0.1~1.0 mm区间时,随管径增加,最大冲刷磨损速率先减小后增加,形貌由“V”形经片状到“Flow Erosion”。 展开更多
关键词 固液两相流 数值模拟 冲刷磨损 磨损特性
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立式螺旋管内亚临界水-水蒸气两相流截面含气率研究及预测模型建立
12
作者 杨淇淞 武萧衣 +5 位作者 常福城 杨佳琪 娄嘉诚 李志斌 李熙 李会雄 《化工进展》 北大核心 2026年第2期685-693,共9页
螺旋管式蒸汽发生器因其结构紧凑和换热高效成为第四代核反应堆的关键组件。针对亚临界压力下螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的截面含气率分布特性,本文建立了γ射线测量平台,开展了宽工况范围的实验测量。实验结果表明,截面含气率随... 螺旋管式蒸汽发生器因其结构紧凑和换热高效成为第四代核反应堆的关键组件。针对亚临界压力下螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的截面含气率分布特性,本文建立了γ射线测量平台,开展了宽工况范围的实验测量。实验结果表明,截面含气率随热平衡干度的增加而增加,且截面含气率-容积气流率关系曲线为分段线性关系,据此将螺旋管内高温高压水-水蒸气两相流的流型划分为泡状流、间歇流和环状流。基于本文实验和前人文献数据,开发了适用于亚临界压力条件下螺旋管内水-水蒸气两相流在不同流型条件下截面含气率的新预测模型,并采用实验数据验证了其预测精度。结果表明,相较于现有的含气率预测模型,本文建立的新预测模型在泡状流和间歇流区域分别提升了47.5%和15.6%的预测精度,显著优于现有模型,可为第四代核反应堆螺旋管蒸汽发生器的设计提供参考。 展开更多
关键词 螺旋管 两相流 截面含气率 漂移通量模型 γ射线法
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水平管道内液固两相流流动流型动态识别方法
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作者 朱俊亮 赵志锋 +1 位作者 王树刚 蒋爽 《制冷学报》 北大核心 2026年第2期139-146,共8页
液固两相流的自然现象极为常见,与人类的各种生产、生活过程息息相关。为避免管道内发生堵塞,获取管道内液固两相流的流型对于校正实时流量和确保整个系统运行安全非常重要。基于动态模态分解(DMD)算法,结合预处理措施,对液固两相流的... 液固两相流的自然现象极为常见,与人类的各种生产、生活过程息息相关。为避免管道内发生堵塞,获取管道内液固两相流的流型对于校正实时流量和确保整个系统运行安全非常重要。基于动态模态分解(DMD)算法,结合预处理措施,对液固两相流的流型进行重构,并搭建实验台对结果进行验证,采用相对误差评价了重构效果。研究结果表明:基于DMD的液固两相流流型的识别方法所得到的还原流型与真实流型虽存在一定的差异,但误差处于可接受范围,能够较为客观地反映液固两相流流型演变过程。相较于实验法和数值模拟的方法,基于DMD的液固两相流流型的识别方法在数据处理、精度、效率和适用性方面具有显著优势,并且不受限于特定场景,无需提供数据的内在逻辑,可同时获得具有单一频率和增长率的模态和构建降阶动力学模型,节省计算资源。 展开更多
关键词 液固两相流 流型识别 动态模态分解 流体力学
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基于时移多尺度等概率符号化样本熵的气液两相流动态特性分析
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作者 孙庆明 张玉玮 +3 位作者 巴頔 李振谭 夏雨蒙 杜洋 《大连理工大学学报》 北大核心 2026年第2期111-118,共8页
为了揭示气液两相流动结构间复杂性和不稳定性的差异,提出一种基于时移多尺度等概率符号化样本熵(TMESSE)的分析方法.在对7种典型时间序列进行分析的基础上,充分验证了所提方法的可行性与有效性;进而对垂直上升管内气液两相流压差波动... 为了揭示气液两相流动结构间复杂性和不稳定性的差异,提出一种基于时移多尺度等概率符号化样本熵(TMESSE)的分析方法.在对7种典型时间序列进行分析的基础上,充分验证了所提方法的可行性与有效性;进而对垂直上升管内气液两相流压差波动时间序列展开深入分析.结果表明,TMESSE熵值分布趋势能够跨多尺度表征不同流型演化特性,TMESSE均值与复杂性指数联合分布可以在定性刻画不同条件下流动不稳定性之间差异的基础上,跨多尺度定量映射气液两相流动结构的综合不稳定程度. 展开更多
关键词 时移多尺度 符号化 样本熵 两相流 动态特性
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气液两相流下L型管道非线性动力学与抑振设计研究
15
作者 贾程 邢浩然 +6 位作者 王强 杨宝山 马越 李民强 刘胡杨 王磊恒 代胡亮 《应用数学和力学》 北大核心 2026年第3期263-272,共10页
本文考虑均匀气泡流两相流动特性,采用绝对节点坐标描述法,基于Euler-Lagrange方程,建立了输送两相流体时L型悬臂管道的非线性动力学理论模型.首先,将基于理论模型计算得到的静变形结果与有限元法进行了对比验证,并分析了气体体积分数... 本文考虑均匀气泡流两相流动特性,采用绝对节点坐标描述法,基于Euler-Lagrange方程,建立了输送两相流体时L型悬臂管道的非线性动力学理论模型.首先,将基于理论模型计算得到的静变形结果与有限元法进行了对比验证,并分析了气体体积分数对管道静变形和稳定性的影响.然后,研究了在不同空泡份额下,管道随液体流速增大发生的非线性动力学行为,着重研究了空泡份额对管道动态分岔特性的影响.最后,提出了抑制管道振动的最优支承设计,使得L型管道振动位移和应变幅值达到最小. 展开更多
关键词 两相流 空泡份额 L型悬臂管道 最优支承位置
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气液两相流喷头研究现状与展望 被引量：4
16
作者 刘雪美 马旻睿 +3 位作者 侯献伟 陈月锋 于世辉 苑进 《农业机械学报》 北大核心 2025年第6期296-318,共23页
气液两相流喷头借助液相和气相间极大的速度差在两相界面上产生较高的切应力破碎、撕裂连续液相、实现小粒径雾滴的雾化过程,其所具有的雾化效率高、能耗低、药量调节范围广、粒径谱控制精确、不易堵塞、药剂适应性强和作业效率好等优势... 气液两相流喷头借助液相和气相间极大的速度差在两相界面上产生较高的切应力破碎、撕裂连续液相、实现小粒径雾滴的雾化过程,其所具有的雾化效率高、能耗低、药量调节范围广、粒径谱控制精确、不易堵塞、药剂适应性强和作业效率好等优势,使气液两相喷头成为精准施药装备中的关键部件之一。本文概述了气液两相流喷头工作原理、分类并与其他喷头进行性能比较,然后系统总结了气液两相流喷头的雾化基本理论、喷头结构设计、仿真模拟方法、试验研究手段,以及在农业植保上的应用等方面的研究进展。提出了气液两相流喷头研究中的开放性问题,如完善雾化过程物理模型、提高低压低能耗条件下的雾化性能、雾化粒径效益边界等问题。最后总结了气液两相流喷头在精准施药中的性能优势、面临的技术挑战以及未来需要解决的问题。 展开更多
关键词 气液两相流喷头 精准施药 喷头设计 雾化仿真
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高速水基两相流对SLMCoCrMo燃油喷嘴微细复杂流道的光整研究 被引量：1
17
作者 边娟鸽 王百川 +3 位作者 王超 张超 米天健 郝娟 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第5期120-127,共8页
随着SLM CoCrMo燃油喷嘴在航空航天等领域的应用需求不断提升,化学、电化学、磨粒流、磨料水射流等目前常见抛光方法对消除燃油喷嘴内流道表面缺陷均存在较大局限性,因此改善SLM CoCrMo燃油喷嘴微细复杂内流道的表面质量是目前亟待解决... 随着SLM CoCrMo燃油喷嘴在航空航天等领域的应用需求不断提升,化学、电化学、磨粒流、磨料水射流等目前常见抛光方法对消除燃油喷嘴内流道表面缺陷均存在较大局限性,因此改善SLM CoCrMo燃油喷嘴微细复杂内流道的表面质量是目前亟待解决的关键问题之一。本文基于高速水基磨粒两相流抛光方法,选用碳化硅作为磨粒材料制备低黏水基抛光介质,在不同的抛光压力条件下对SLM燃油喷嘴二维试样内流道进行光整处理。采用扫描电子显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、流体动力特性检测平台、洛氏硬度计等检测手段对比分析抛光前后内流道表面微观形貌、表面粗糙度、尺寸精度、流量及洛氏硬度。结果表明,高速水基磨粒两相流可显著去除SLM燃油喷嘴内流道表面的黏粉、台阶等缺陷,口径尺寸精度均在合理范围内。随着抛光压力由2 MPa增大至3.5 MPa,流道壁面由部分去除到基本完全去除,最终转变为明显子弹流状的过磨痕迹,流道表面粗糙度、洛氏硬度均呈现先减小后增大的变化趋势。当抛光压力为2.5 MPa时,抛光后的流道表面粗糙度达到最小值1.415μm(原始9.090μm),流道口径扩大尺寸控制精度较好,去除速率由0.0127 mm/min增大至0.0143 mm/min,喷嘴流量由原始12.47 kg/h增加至21.47 kg/h,流道表面洛氏硬度由原始27.4 HRC提升至32.6 HRC,内流道表面光整效果达到最佳。 展开更多
关键词 高速水基磨粒两相流 抛光压力 表面粗糙度 去除速率
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基于EDEM-Fluent耦合的泵内含不同形状颗粒的固液两相流磨损 被引量：1
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作者 程文洁 邵春雷 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期186-193,共8页
离心泵是输送固液两相混合物的关键设备,固体颗粒的存在容易导致泵磨损。为了研究固相性质对泵内部流动特性的影响,特别是揭示固体颗粒在壁面上的磨损机制,采用EDEM-Fluent耦合方法研究泵内的固液两相流,并采用欧拉拉格朗日模型进行数... 离心泵是输送固液两相混合物的关键设备,固体颗粒的存在容易导致泵磨损。为了研究固相性质对泵内部流动特性的影响,特别是揭示固体颗粒在壁面上的磨损机制,采用EDEM-Fluent耦合方法研究泵内的固液两相流,并采用欧拉拉格朗日模型进行数值模拟。计算结果清晰地显示了粒子的动态分布及其碰撞情况。结果表明:颗粒尺寸对磨损影响较大,无论在何种流量工况下,大尺寸颗粒对蜗壳的磨损更为严重;在相同工况下,非球体颗粒对泵部件的磨损相对严重一些;在不同流量工况下,泵入口及出口段的颗粒分布差别较大,低流量工况下的叶轮入口位置颗粒分布非常不均匀,前盖板的磨损较严重;对大尺寸球体颗粒和非球体颗粒进行对比,在小流量工况下,无论是球体颗粒还是非球体颗粒,泵的磨损情况都非常严重,磨损曲线斜率很高,且呈现阶段性的陡增。研究结果可以获得准确的磨损位置,为改进离心泵的水力设计提供参考。 展开更多
关键词 固液两相流 EDEM-Fluent耦合 球体颗粒 非球体颗粒 磨损
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考虑应力敏感及变井筒储集效应的水平井油气两相流试井模型
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作者 聂仁仕 张雨晴 +5 位作者 周杰 袁安意 蔡明金 张焘 卢聪 曾凡辉 《岩性油气藏》 北大核心 2025年第4期184-191,共8页
考虑具有应力敏感特性的均质储层和井筒流体的变井筒储集效应,建立了水平井油气两相流试井模型,绘制了典型的试井样板曲线,分析了各参数的敏感性。研究结果表明:(1)运用Laplace变换、Duhamel原理、摄动变换及Stehfest数值反演等数学方... 考虑具有应力敏感特性的均质储层和井筒流体的变井筒储集效应,建立了水平井油气两相流试井模型,绘制了典型的试井样板曲线,分析了各参数的敏感性。研究结果表明:(1)运用Laplace变换、Duhamel原理、摄动变换及Stehfest数值反演等数学方法对所建模型进行求解,可获得真实空间中的数值解。(2)根据该模型得出的试井理论曲线可识别4个主要的流动阶段,即变井储和表皮效应影响段、早期径向流阶段、水平井线性流阶段及晚期拟径向流阶段。(3)变井筒储集效应主要影响早期渗流段,变井储系数越大总导流能力越强;水平井长度主要影响早期水平井线性流阶段,水平井长度越大泄流面积越大,压力降落幅度越小;应力敏感性主要影响晚期径向流阶段,随应力敏感系数增大渗透率下降幅度增大;含油饱和度越大,油气两相流流动阻力越大。(4)利用该模型拟合实测压力恢复试井数据,拟合精度高,解释的储层参数和地质认识一致性较好,验证了模型的准确性。 展开更多
关键词 应力敏感 变井筒储集效应 油气两相流 渗流方程 水平井 试井 数学模型 物理模型
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基于两相流理论的水下法兰连接器透镜垫强度及寿命
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作者 秦建国 孙志 +3 位作者 弓海霞 崔朝霞 巩勇智 郭思佳 《机械设计》 北大核心 2025年第S1期55-60,共6页
在水下油气生产系统中,针对水下采油井口的突然开启和关闭、油气输送的非连续性造成管道内油气输送速度剧烈变化,从而在管道中形成压力波动,对水下法兰连接器透镜垫造成压力冲击的问题,通过分层流模型确定气液参数,借助Fluent中的VOF模... 在水下油气生产系统中,针对水下采油井口的突然开启和关闭、油气输送的非连续性造成管道内油气输送速度剧烈变化,从而在管道中形成压力波动,对水下法兰连接器透镜垫造成压力冲击的问题,通过分层流模型确定气液参数,借助Fluent中的VOF模型对水下法兰连接器部分内的气液两相流介质进行模拟,选用RNG k-ε湍流模型对水下法兰连接器部分油气流动参数进行分析计算及模拟求解,分析了不同输送速度连接器部分内油气对外压力的分布。结果显示,最大压力冲击的增量与油气输送速度平方的增量近似成正比关系,在考虑油气输送速度对水下法兰连接器透镜垫内壁最大压力冲击后,透镜垫最大等效应力增大9.36%,疲劳寿命下降51.33%。 展开更多
关键词 水下法兰连接器 气液两相流 VOF模型 流体压力 疲劳寿命
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