透平静叶栅中间叶高处水滴尺寸测量及临界韦伯数分析 被引量：5

1

作者 杜占波 毛靖儒 孙弼 《动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期643-646,684,共5页

通过测量获得了多种工况下试验透平叶栅进出口平均叶高处可能带来水蚀危害的水滴的尺寸,揭示并分析了静叶栅后水滴尺寸比叶栅前大大减小且水滴平均直径随气流流速增大而减小的原因。结合试验测试数据和对叶栅尾迹区气相流场的数值模拟结... 通过测量获得了多种工况下试验透平叶栅进出口平均叶高处可能带来水蚀危害的水滴的尺寸,揭示并分析了静叶栅后水滴尺寸比叶栅前大大减小且水滴平均直径随气流流速增大而减小的原因。结合试验测试数据和对叶栅尾迹区气相流场的数值模拟结果,更精确地推算出了静叶尾迹区粗大水滴形成二次雾化的临界韦伯数范围,建议取为20。提供了一个推导临界韦伯数的详细示例。由于试验条件更接近实际汽轮机,所得汽轮机湿蒸汽级内的水滴尺寸及分析获得的临界韦伯数更加确切和可靠。这些都有助于更准确地预测叶片的水蚀和选择合理的防水蚀措施。 展开更多

关键词 动力机械工程 透平 水滴尺寸 临界韦伯数 二次雾化 试验测量 数值模拟

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低温低速烟气中液滴破碎临界韦伯数与破碎时间分析 被引量：11

2

作者 张志荣 冉景煜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期78-85,共8页

应用湍流模型和流体体积模型方法对液滴在低温低速烟气中的破碎特性进行数值研究,重点分析液滴韦伯数和雷诺数对液滴破碎方式的影响,以及烟气密度、流速、液滴速度和粒径等对液滴破碎时间的影响。计算结果表明：对于文中研究的低温低速... 应用湍流模型和流体体积模型方法对液滴在低温低速烟气中的破碎特性进行数值研究,重点分析液滴韦伯数和雷诺数对液滴破碎方式的影响,以及烟气密度、流速、液滴速度和粒径等对液滴破碎时间的影响。计算结果表明：对于文中研究的低温低速气体环境及液滴,主要存在液滴发生袋式破碎及没有发生破碎两种形式,临界韦伯数为10.6。韦伯数是液滴破碎的尺度,雷诺数在液滴破碎中不是关键因素。对于文中的气体环境和液滴,综合影响下液滴无量纲破碎时间为常数1,独立于液滴粒径。在文中低温低速气体环境中,将液滴粒径控制在0.3~0.4 mm有助于缩短液滴的完全蒸发时间,提高液滴群蒸发效率。 展开更多

关键词 液滴破碎 流体体积模型方法 低速烟气 临界韦伯数

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高气液比气井临界携液气流量计算新模型 被引量：16

3

作者 周舰 王志彬 +2 位作者 罗懿 李颖川 李璇 《断块油气田》 CAS 2013年第6期775-778,796,共5页

基于气井井筒积液对气藏开发的危害性,在现有携液模型的基础上,利用受力平衡理论和能量守恒原理,建立了气井临界携液气流量计算新模型;通过引入新模型系数,对液滴大小及液滴变形特征进行了综合表征。模型计算结果表明,新模型系数随压力... 基于气井井筒积液对气藏开发的危害性,在现有携液模型的基础上,利用受力平衡理论和能量守恒原理,建立了气井临界携液气流量计算新模型;通过引入新模型系数,对液滴大小及液滴变形特征进行了综合表征。模型计算结果表明,新模型系数随压力增大而增大,有效地弥补了现有携液模型存在的不足。现有携液模型及新模型的适应性分析结果表明,新模型在高、低压气井中均具有良好的适用性。现场应用新模型有效预测了大牛地气田气井的积液状态,为产水气藏的有效开发提供了有力的技术支持。 展开更多

关键词 产水气藏 高气液比 临界气流量 携液模型 液滴变形 临界韦伯数

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考虑液滴形状影响的气井临界携液流速计算模型 被引量：19

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作者 潘杰 王武杰 +2 位作者 魏耀奇 陈军斌 王亮亮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期67-73,共7页

为了判断气井是否积液同时优化气井配产,基于气流中液滴总表面自由能与气相总湍流动能相等的关系,建立了考虑液滴直径、液滴变形及变形对液滴表面自由能影响的气井临界携液流速计算模型(以下简称新模型):基于椭球体假设,通过分析液滴变... 为了判断气井是否积液同时优化气井配产,基于气流中液滴总表面自由能与气相总湍流动能相等的关系,建立了考虑液滴直径、液滴变形及变形对液滴表面自由能影响的气井临界携液流速计算模型(以下简称新模型):基于椭球体假设,通过分析液滴变形对液滴表面积及表面自由能的影响,建立起液滴最大迎风面直径的计算公式;考虑液滴变形对液滴所受曳力的影响,提出针对椭球形液滴的临界携液流速表达式;考虑液滴变形和液滴内部流动的影响,将Brauer模型基于圆球体的曳力系数计算值增大20%作为变形椭球体的曳力系数;基于能量守恒原理提出液滴变形参数与临界韦伯数函数关系式,并将计算结果下调10%;采用考虑气井压力和温度影响的表面张力计算公式。将新模型与Turner模型、李闽模型、王毅忠模型、王志彬模型和熊钰模型进行对比,并在44口气井开展了现场验证。结果表明,新模型的预测结果与气井的实际状况吻合最好。结论认为,新模型可用于对气井积液的判断。 展开更多

关键词 有水气井 井底积液 临界携液流速 液滴形状 变形参数 曳力系数 临界韦伯数 表面张力

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预测倾斜气井临界携液流量新模型 被引量：12

5

作者 杜社教 梁钰 +1 位作者 王武杰 仇栋杰 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期72-77,共6页

目前应用广泛的临界携液流量预测模型大多以垂直井作为研究对象,并未考虑井斜角度对携液的影响,造成倾斜气井临界携液流量预测值与实际情况存在较大偏差。针对倾斜气井是否出现积液问题,基于液滴受力平衡分析,建立考虑液滴形变与井斜角... 目前应用广泛的临界携液流量预测模型大多以垂直井作为研究对象,并未考虑井斜角度对携液的影响,造成倾斜气井临界携液流量预测值与实际情况存在较大偏差。针对倾斜气井是否出现积液问题,基于液滴受力平衡分析,建立考虑液滴形变与井斜角度影响的气井临界携液流量预测新模型。根据能量守恒方程,推导得到临界韦伯数与液滴变形参数的函数关系式。基于椭球形液滴假设,考虑液滴内部流动及液滴形变影响,将邵明望模型计算结果下调15%作为椭球形液滴的曳力系数。结合实例与Turner模型、李闽模型、王志彬模型、杨文明模型和Belfroid模型进行对比分析发现,新模型准确程度较高,计算精度提高14.49%~16.80%,能正确判断气井积液情况,与现场实际情况吻合,可以有效指导气田安全、合理生产。 展开更多

关键词 临界携液流量 液滴形变 临界韦伯数 曳力系数 界面张力

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高炉渣液滴破碎过程数值模拟 被引量：5

6

作者 杜宇航 刘晓宏 +1 位作者 温治 楼国锋 《材料与冶金学报》 CAS 北大核心 2023年第1期23-29,共7页

采用流体体积法(VOF)、RNG k-ε湍流模型和凝固/熔化模型对高炉渣液滴二次破碎过程进行数值模拟,获得了高炉渣液滴临界状态下袋式破碎过程,分析了高炉渣液滴传热过程对破碎过程的影响,研究了高炉渣液滴破碎的临界韦伯数.结果表明:在气... 采用流体体积法(VOF)、RNG k-ε湍流模型和凝固/熔化模型对高炉渣液滴二次破碎过程进行数值模拟,获得了高炉渣液滴临界状态下袋式破碎过程,分析了高炉渣液滴传热过程对破碎过程的影响,研究了高炉渣液滴破碎的临界韦伯数.结果表明:在气动力驱动下,高炉渣液滴会发生形变,表面压力的波动可导致液滴破碎;传热过程仅使高炉渣表面温度略微降低,对黏度影响不大,因此高炉渣液滴传热过程对破碎过程的影响可忽略不计;高炉渣液滴的初始粒径越大、气流速度越大,破碎效果越好;在1773 K的初始温度下,高炉渣液滴发生破碎的临界韦伯数约为15.5;当液滴的黏度增加时,奥内佐格数增大,破碎的临界韦伯数也增大,通过拟合可得到高炉渣主要黏度范围内的奥内佐格数与临界韦伯数的关系式. 展开更多

关键词 高炉渣 液滴破碎 临界韦伯数 流体体积法

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二元柴油液滴碰撞过程数值模拟

7

作者 金豪杰 魏明锐 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2021年第1期56-61,共6页

为研究发动机喷雾过程中柴油液滴碰撞的物理过程,基于流体体积法(VOF)建立了两相同尺寸柴油液滴碰撞模型,利用现有的试验数据对计算模型的准确性进行了验证.同时,开展了液滴对心及偏心碰撞过程的数值模拟,得到了聚合、分离、破碎3种碰... 为研究发动机喷雾过程中柴油液滴碰撞的物理过程,基于流体体积法(VOF)建立了两相同尺寸柴油液滴碰撞模型,利用现有的试验数据对计算模型的准确性进行了验证.同时,开展了液滴对心及偏心碰撞过程的数值模拟,得到了聚合、分离、破碎3种碰撞结果及其区域分布的We-B图,探讨了碰撞过程中所发生的能量转化机制.结果表明:对心碰撞聚合与分离的临界We数为17.3,分离与破碎的临界We数为92.0;与对心碰撞相比,偏心碰撞过程中所存在的旋转运动,导致聚合与分离的临界韦伯数随碰撞参数B的增加呈先增大后减小的趋势. 展开更多

关键词 液滴 碰撞 柴油 流体体积法(VOF) 临界韦伯数

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高压喷雾射流雾化及水雾捕尘机理的拓展理论分析 被引量：40

8

作者 周刚 程卫民 +1 位作者 聂文 王刚 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期121-126,共6页

通过对射流扰动控制方程、射流色散方程解算结果的分析,基于两相流的喷雾概念模型,引入了空穴、湍流和空气动力共同作用的雾化模型。认为高压喷雾时,喷嘴内部形成的空穴和湍流作用主导喷嘴出口附近的一次雾化,而空气动力则控制着此后的... 通过对射流扰动控制方程、射流色散方程解算结果的分析,基于两相流的喷雾概念模型,引入了空穴、湍流和空气动力共同作用的雾化模型。认为高压喷雾时,喷嘴内部形成的空穴和湍流作用主导喷嘴出口附近的一次雾化,而空气动力则控制着此后的二次雾化过程。提出以临界韦伯数作为射流是否发生二次雾化的判据。根据对液滴破碎方式的分析,认为液流完全分裂成雾滴的射流临界初速度为60m/s,且射流破碎一般发生在一次雾化中,薄膜破碎一般发生在二次雾化中。基于液滴对尘粒的主动碰撞理论,对典型喷雾降尘机理进行了改进,认为当含尘气体处于非饱和状态且温度高于液体温度时,捕集率与液滴粒径间存在一个最佳组合;在相同的液气比,相同的液滴喷入时,降低气流速度有利于微细液滴对细小尘粒的捕集。 展开更多

关键词 射流扰动控制方程 两相流喷雾概念模型 临界韦伯数 射流临界初速度 主动碰撞理论

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低渗产水气藏携液模型研究与应用 被引量：19

9

作者 周瑞立 周舰 +2 位作者 罗懿 李璇 刘玉祥 《岩性油气藏》 CSCD 2013年第4期123-128,共6页

准确预测气井临界携液气流量,对优化气井工作制度、排除井筒积液具有重要意义。现有液滴模型未考虑液滴变形和液滴大小的影响,将临界韦伯数取为定值或认为临界携液气流量与临界韦伯数无关,导致模型的关系式系数为定值,存在一定理论不足... 准确预测气井临界携液气流量,对优化气井工作制度、排除井筒积液具有重要意义。现有液滴模型未考虑液滴变形和液滴大小的影响,将临界韦伯数取为定值或认为临界携液气流量与临界韦伯数无关,导致模型的关系式系数为定值,存在一定理论不足。综合考虑液滴变形和液滴大小特征,由液滴质点力平衡理论和能量守恒原理导出了气井临界携液气流量计算新模型。新模型的关系式系数随压力增大而变大,为1.92～5.30,弥补了现有液滴模型的关系式系数为定值的缺陷。现场应用表明:新模型预测大牛地气田气井积液状态与实际较吻合,可满足生产要求。 展开更多

关键词 气井携液 液滴变形 临界韦伯数 液滴模型 临界流量

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高含硫气井井筒硫液滴动力学特征及携带规律模拟 被引量：4

10

作者 王志彬 王艺衡 +4 位作者 孙天礼 李克智 周舰 罗懿 朱国 《断块油气田》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期458-465,共8页

高含硫气井井筒中硫沉积会堵塞气流通道,严重影响气井产能,加速生产管柱的腐蚀。准确弄清井筒硫液滴的动力学特征及其携带规律,对于优化气井工作制度、预防井筒中硫沉积具有重要意义。由于硫液滴与水液滴相比,黏度更高、密度更大,因此... 高含硫气井井筒中硫沉积会堵塞气流通道,严重影响气井产能,加速生产管柱的腐蚀。准确弄清井筒硫液滴的动力学特征及其携带规律,对于优化气井工作制度、预防井筒中硫沉积具有重要意义。由于硫液滴与水液滴相比,黏度更高、密度更大,因此不能将水液滴动力学特征直接用于硫液滴携带规律的研究。现有Turner圆球模型、Coleman圆球模型、李闽椭球模型、王毅忠球帽模型等用于气井液滴携带的临界气流速预测方法,不能用来准确预测含硫气井硫液滴的携带临界气流速。文中首先建立了描述气井井筒湍流场中硫液滴的动力学模型及求解方法,模型中采用流体体积函数法(VOF)模拟液滴表面结构,利用直接数值模拟方法模拟硫液滴周围气流场,研发了液滴动力学特征模拟器,对硫液滴的形状特征、破碎条件及曳力系数进行了模拟;在此基础之上,对硫液滴进行受力分析,建立了气井硫液滴携带数学模型。最后,以四川某含硫气田的现场数据对模型的准确性进行验证,结果表明,该模型具有良好的适用性。 展开更多

关键词 高含硫气井 硫液滴 形状特征 临界韦伯数 曳力系数 临界气流速

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单液滴撞击不同黏度液膜特性研究 被引量：5

11

作者 裴毅强 朱庆洋 +4 位作者 彭志军 秦静 卢莉莉 彭振山 刘懿 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期949-958,共10页

为了更好地理解单液滴撞击不同物性流体湿壁面现象,采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence,LIF)方法研究了不同入射液滴韦伯数、无量纲液膜厚度及液膜黏度对撞壁现象的影响规律.研究表明,液滴撞击后液膜可分为稳定冠状、飞溅冠... 为了更好地理解单液滴撞击不同物性流体湿壁面现象,采用激光诱导荧光(laser induced fluorescence,LIF)方法研究了不同入射液滴韦伯数、无量纲液膜厚度及液膜黏度对撞壁现象的影响规律.研究表明,液滴撞击后液膜可分为稳定冠状、飞溅冠状和剧烈飞溅冠状3种形态,入射液滴韦伯数越大,液膜形态变化越剧烈.相同液膜黏度和无量纲液膜厚度下,无量纲冠顶高度随入射液滴韦伯数的增大而升高,且韦伯数越大,到达冠状顶点所需时间越长,冠状维持时间越久.保持入射液滴韦伯数和无量纲液膜厚度不变,随液膜黏度升高,无量纲冠顶高度降低,且到达冠状顶点的时间提前,冠状维持时间缩短;保持入射液滴韦伯数和液膜黏度不变,随无量纲液膜厚度增加,无量纲冠顶高度先升高后降低,但冠状达到顶点的时间以及冠状维持时间均持续增加.相同无量纲液膜厚度和液膜黏度下,无量纲冠顶直径随入射液滴韦伯数的增大而增大.保持入射液滴韦伯数和无量纲液膜厚度不变,无量纲冠顶直径随液膜黏度升高而降低;保持入射液滴韦伯数和液膜黏度不变,无量纲冠顶直径随无量纲液膜厚度的增大而降低.根据试验数据拟合出了冠状形态的临界韦伯数与无量纲液膜厚度的关系式,以及无量纲冠顶高度和冠顶直径与入射液滴韦伯数的关系式. 展开更多

关键词 单液滴撞壁 液膜冠状形态 临界韦伯数 无量纲冠状参数

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