干热岩储层裂缝扩展及采热一体化数值模型

1

作者 考佳玮 杨康 +1 位作者 谭鹏 陈作 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第2期575-586,共12页

为准确评价干热岩储层压裂及其注采热效果,本文建立了一种流-固-热耦合的干热岩水力裂缝扩展数值模型,可以模拟干热岩复杂压裂裂缝形态,并进行注采热分析。以青海省共和盆地干热岩为研究对象,基于其地质力学参数特征建立了2个算例,并开... 为准确评价干热岩储层压裂及其注采热效果,本文建立了一种流-固-热耦合的干热岩水力裂缝扩展数值模型,可以模拟干热岩复杂压裂裂缝形态,并进行注采热分析。以青海省共和盆地干热岩为研究对象,基于其地质力学参数特征建立了2个算例,并开展了干热岩多井压裂及采热过程模拟。结果表明:干热岩起裂裂缝受非均匀应力场扰动呈体积裂缝特征,水力裂缝遇天然裂缝可激活并形成复杂裂缝形态;多井间压裂裂缝可通过天然裂缝连通,为注采热提供超过95%的流动换热通道;注采热时,流体主要沿着贯通裂缝流动,形成换热优势通道,导致注采热初期出口温度降幅较大,在前3 a,出口水温下降幅度达30~50℃,后期降速趋于平缓;提升压裂裂缝复杂性可增大有效换热面积,配合以合理的井位及注采参数提升换热效果,实现干热岩的高效开采。 展开更多

关键词 干热岩 水力裂缝扩展 天然裂缝 采热 流-固-热耦合 非连续离散裂缝模型 换热 青海共和盆地

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黏土岩温度-渗流-应力耦合特性试验与本构模型研究进展 被引量：23

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作者 陈卫忠 龚哲 +2 位作者 于洪丹 马永尚 田洪铭 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1217-1238,共22页

高放废物处置库、垃圾填埋场等工程中常常涉及到温度场(T)、渗流场(H)和应力场(M)的耦合作用的问题。从试验和理论模型两个角度综述国内外黏土岩温度-渗流-应力耦合特性的研究进展,主要包括其传热特性、温度影响下的渗流特性、变形、强... 高放废物处置库、垃圾填埋场等工程中常常涉及到温度场(T)、渗流场(H)和应力场(M)的耦合作用的问题。从试验和理论模型两个角度综述国内外黏土岩温度-渗流-应力耦合特性的研究进展,主要包括其传热特性、温度影响下的渗流特性、变形、强度、蠕变特性。在此基础上,重点分析了黏土岩水-热迁移模型以及热-力耦合本构模型的适应性。基于上述认识,通过试验研究了比利时Boom clay在温度作用下的强度、渗透性、蠕变性等特征。结果表明:随着温度升高,Boom clay的强度有所降低,渗透性显著增强,蠕变速率明显加快。提出了适用于Boom clay的THM耦合弹塑性损伤模型,计算结果验证了模型能合理反映温度的影响。最后,探讨了黏土岩THM耦合机理研究的不足和今后的研究方向。 展开更多

关键词 黏土岩 温度-渗流-应力耦合 水热迁移 力学性质 本构模型

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超声场强化渗透脱水传质机理模型研究 被引量：31

3

作者 马空军 贾殿赠 +3 位作者 包文忠 赵文新 靳冬民 孙文磊 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第13期94-101,共8页

研究超声场强化芋头渗透脱水,探讨芋头失水速率和干物质增加率随溶液质量浓度、温度、超声功率、材料厚度以及超声场下处理时间段的变化规律。分析超声空化泡在相间的传质过程,由此建立超声空化气泡强化相间传质数学模型Km≈DABπtm～(1... 研究超声场强化芋头渗透脱水,探讨芋头失水速率和干物质增加率随溶液质量浓度、温度、超声功率、材料厚度以及超声场下处理时间段的变化规律。分析超声空化泡在相间的传质过程,由此建立超声空化气泡强化相间传质数学模型Km≈DABπtm～(1/2)RδAfφ(BI-Cf2)(A为经验常数(10-8～10-15m2);B、C为超声波作用液体的有关常数,数量值分别在1014、106左右;f为声波频率/s-1;DAB为扩散系数/(m2/s);tm为时间/s;R为半径/m;δ为边界层厚度/m;φ为半径为R的气泡数占生成空化气泡总数百分比;I为声强/(W/cm2)),与实验结果相吻合,能较好地描述超声空化泡在液体中的传质行为。该关系式为超声波强化传质过程提供了理论依据。 展开更多

关键词 渗透脱水 质量传递 超声空化 机理模型

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热-水力-力学-传质耦合过程模型及工程土障数值模拟 被引量：12

4

作者 武文华 李锡夔 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期188-192,共5页

提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为... 提出了一个非饱和多孔介质中的热 -水力 -力学 -传质耦合过程模型。利用文献 [1]中提出的热 -水力 -力学本构模型 ,对工程土障系统进行数值模拟。数值模拟结果显示了环境条件对废物场中的热量产生和传输过程对工程土障中水力 -力学行为的影响以及可能在工程土障中产生塑性应变 ,导致土障破坏。污染物浓度分布的数值结果显示了温度与降水过程对污染物随地下水向土障周边自然环境渗透的倾向。 展开更多

关键词 热-水力-力学-传质模型 污染物 输运 非饱和土 有限元

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土壤气相抽提作用机制探讨和基本数学模型建立 被引量：20

5

作者 黄国强 李鑫钢 徐世民 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期394-400,共7页

土壤气相抽提 (SVE)是全球石油污染土壤修复的迫切需求下应用的新兴原位技术 ,其理论相对滞后 ,有必要进行系统研究。SVE涉及多学科交叉 ,土壤体系中包含了物质在气—液 (水 )—液 (油 )—固等多相间各种复杂的迁移、转化和物理化学行... 土壤气相抽提 (SVE)是全球石油污染土壤修复的迫切需求下应用的新兴原位技术 ,其理论相对滞后 ,有必要进行系统研究。SVE涉及多学科交叉 ,土壤体系中包含了物质在气—液 (水 )—液 (油 )—固等多相间各种复杂的迁移、转化和物理化学行为 ,本文根据多孔介质流体动力学理论和化工传递原理分析了气相抽提过程中污染物的迁移机制和多相传质关系 ,在近实际假设条件下提出了一套任意维数下SVE基本数学模型 ,严格导出了土壤体系中流体的运动方程、污染物质量方程和污染油的衰减方程等主要控制方程 ,研究结果可作为SVE理论分析和工程设计的基础。 展开更多

关键词 土壤气相抽提 作用机制 数学模型 土壤石油污染 土壤修复 传质 连续介质理论 迁移机制

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生物微胶囊传递模型的研究 被引量：11

6

作者 解玉冰 马小军 +1 位作者 王毓福 虞星炬 《膜科学与技术》 CAS CSCD 1997年第4期51-60,共10页

以ＡＰＡ生物微胶囊为研究对象，建立了微胶囊的球形非稳态渗透扩散模型；通过分析各准数间的关系，可以较为全面地了解膜内传质规律；利用实验数据拟合，可以求算膜相有效扩散系数，并能预测膜内浓度分布．

关键词 微胶囊 渗透扩散模型 传递模型 生物相容性

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HT280双马来酰亚胺树脂真空热循环下的蠕变行为 被引量：5

7

作者 高禹 李洋洋 +4 位作者 高博闻 王柏臣 于祺 刘刚 包建文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-66,共7页

对HT280双马来酰亚胺树脂进行真空热循环处理,分别测试了真空热循环前后树脂的质损率、红外光谱、动态力学性能和蠕变性能。结果表明,随着真空热循环次数的增加,树脂的质损率先迅速升高后趋于平缓。红外光谱基本无变化。动态力学热分析(... 对HT280双马来酰亚胺树脂进行真空热循环处理,分别测试了真空热循环前后树脂的质损率、红外光谱、动态力学性能和蠕变性能。结果表明,随着真空热循环次数的增加,树脂的质损率先迅速升高后趋于平缓。红外光谱基本无变化。动态力学热分析(DMA)表明真空热循环初期树脂发生了后固化,循环次数超过101次后出现了明显的物理热老化。随循环次数的增加,蠕变性能的变化可以归因于真空析气、后固化和物理热老化的综合作用。采用时间硬化模型和Kelvin模型对真空热循环处理前后试样的蠕变行为进行了分析,发现时间硬化模型能有效地描述HT280双马来酰亚胺树脂的蠕变行为。 展开更多

关键词 双马来酰亚胺树脂 真空热循环 质损率 动态力学热分析 时间硬化模型

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乳状液膜扩散-反应双控制过程传递机理数学模型研究 被引量：9

8

作者 汤兵 王向德 +2 位作者 万印华 朱斌 张秀娟 《水处理技术》 CAS CSCD 1999年第3期137-143,共7页

本文建立了乳状液膜扩散－反应双控制过程传递机理的数学模型，该模型综合考虑了膜外相边界层，金属离子与载体的界面化学反应以及膜相阻力等因素对传质的影响。实验验证了该模型具有较好的适应性。

关键词 乳状液膜 扩散-反应 双控制过程 传递机理

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高温作用下混凝土热-水-力耦合损伤分析模型 被引量：4

9

作者 李忠友 刘元雪 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2012年第4期444-459,共16页

以混合物理论为基础建立了高温作用下混凝土的热-水-力耦合损伤分析模型.将混凝土视为由固体骨架、液态水、水蒸气、干燥气体和溶解气体共5种组分构成的混合物,模型的宏观平衡方程包括各组分的质量守恒方程、整体的能量守恒方程及动量... 以混合物理论为基础建立了高温作用下混凝土的热-水-力耦合损伤分析模型.将混凝土视为由固体骨架、液态水、水蒸气、干燥气体和溶解气体共5种组分构成的混合物,模型的宏观平衡方程包括各组分的质量守恒方程、整体的能量守恒方程及动量守恒方程,模型所需的状态方程及本构关系全部给出,最后给出基于4个主要参数(固体骨架位移、气压力、毛细压力和温度)的控制方程.模型考虑了混凝土在高温作用下,水分的蒸发与冷凝、胶结材料的水化及脱水、溶解气的溶解与挥发等相变过程;从材料变形破坏过程中能量耗散特征入手,基于Lemaitre应变等价性假说和能量守恒原理得到力学损伤演化方程,并考虑了高温引起的热损伤对材料力学性能及力学损伤演化规律的影响,建立了热-力耦合损伤本构模型. 展开更多

关键词 混凝土 高温 热-水-力 损伤模型

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渗透物分子在渗透蒸发膜中的传质模型 被引量：3

10

作者 刘雪春 陈翠仙 李继定 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期94-101,共8页

指出了渗透蒸发过程的两个关键步骤,即膜表面的吸附步骤和膜内的扩散步骤;详细描述了渗透蒸发膜中的吸附、扩散和传质模型.这些模型分析和预测了通过渗透蒸发膜中的致密选择分离层所进行的质量传递.分别阐述了不同模型的内容、特点和使... 指出了渗透蒸发过程的两个关键步骤,即膜表面的吸附步骤和膜内的扩散步骤;详细描述了渗透蒸发膜中的吸附、扩散和传质模型.这些模型分析和预测了通过渗透蒸发膜中的致密选择分离层所进行的质量传递.分别阐述了不同模型的内容、特点和使用范围.涉及模型的使用范围时还考虑到了不同的聚合物分类,即玻璃态、半晶态和橡胶态.指出了渗透蒸发传质模型研究中膜机理的研究与膜过程和组件的设计两个重要方面. 展开更多

关键词 吸附模型 扩散模型 传质模型 膜传递机理 渗透蒸发

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双重孔隙介质THMM耦合模型及其有限元分析 被引量：4

11

作者 张玉军 张维庆 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期660-669,共10页

建立了一种饱和-非饱和遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型,其特点是应力场和温度场是单一的,但具有不同的孔隙渗流场、裂隙渗流场和孔隙浓度场、裂隙浓度场,以及可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度对本... 建立了一种饱和-非饱和遍有节理岩体的双重孔隙-裂隙介质热-水-应力-迁移耦合模型,其特点是应力场和温度场是单一的,但具有不同的孔隙渗流场、裂隙渗流场和孔隙浓度场、裂隙浓度场,以及可考虑裂隙的组数、间距、方向、连通率和刚度对本构关系的影响;并开发了相应的二维有限元程序.针对一个假定的高放废物地质处置库,就岩体为非饱和双重孔隙-裂隙介质和放射性核素泄漏的情况进行了数值分析,考察了岩体中的温度、负孔隙水压力、饱和度、地下水流速、核素浓度和主应力的状态.结果显示:孔隙和裂隙中的负水压力及核素浓度呈现不同的变化、分布;尽管裂隙水饱和度平均仅为孔隙水饱和度的1/10,但因裂隙的渗透系数比孔隙的渗透系数大4个数量级,故裂隙中地下水的流速约是孔隙中相应值的3倍;孔隙和裂隙中核素浓度的量值接近. 展开更多

关键词 遍有节理岩体 双重孔隙-裂隙介质 热-水-应力-迁移耦合 模型 有限元分析

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碳热还原法合成TiB_2的反应传质机理 被引量：1

12

作者 马爱琼 蒋明学 武志红 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1605-1610,共6页

在XRD、SEM、能谱分析、TEM、TG-DSC等实验分析的基础上,对以TiO2、B2O3、C为原料,通过碳热还原法合成TiB2粉末的反应传质机理进行了研究,阐明碳热还原法合成TiB2的反应传质机理,建立碳热还原法合成TiB2的反应传质模型。研究表明:在碳... 在XRD、SEM、能谱分析、TEM、TG-DSC等实验分析的基础上,对以TiO2、B2O3、C为原料,通过碳热还原法合成TiB2粉末的反应传质机理进行了研究,阐明碳热还原法合成TiB2的反应传质机理,建立碳热还原法合成TiB2的反应传质模型。研究表明:在碳热还原TiO2的过程中,由低温到高温,最稳定的还原产物分别是Ti4O7和Ti3O5,尤其当温度超过1300℃以后,Ti3O5为最稳定的还原产物。在碳热还原TiO2与B2O3合成TiB2的反应过程中,DDSC曲线上有几个明显的吸热峰,这分别对应于TiO2→Ti4O7→Ti3O5→TiB2的反应阶段。碳与氧化物颗粒之间是通过CO/CO2气体偶实现质量传递的。在反应体系中,B2O2(g)气相、Ti3O5(s)固相分别是形成TiB2的前驱体。 展开更多

关键词 TIB2 碳热还原 传质机理 传质模型

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裂隙岩体的热-水-应力耦合模型及二维有限元分析 被引量：7

13

作者 张玉军 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期288-294,共7页

尝试将Barton—Bandis模型和Oda的裂隙张量理论结合起来应用于饱和-非饱和裂隙岩体中热-水-应力耦合过程的计算分析,研制了相应的二维有限元程序,并列举算例比较了无、有多组裂隙岩体中的应力场、渗流场和温度场的分布及变化情况。由此... 尝试将Barton—Bandis模型和Oda的裂隙张量理论结合起来应用于饱和-非饱和裂隙岩体中热-水-应力耦合过程的计算分析,研制了相应的二维有限元程序,并列举算例比较了无、有多组裂隙岩体中的应力场、渗流场和温度场的分布及变化情况。由此看到:由于不连续面的存在减弱了母岩的刚度和增大了其透水能力,使得裂隙岩体中的应力集中程度降低和渗流速度提高,从而热源产生的热量可较快地被水流传输到周围区域中去,岩体中的温度和负孔隙水压力量值也相对较低。 展开更多

关键词 裂隙岩体 热-水-应力耦合 模型 二维有限元分析

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液膜法提取废水中Cr(VI)的动力学传质模型 被引量：1

14

作者 张雪乔 羊依金 信欣 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期24-26,42,共4页

基于液膜法提取Cr(VI)的传质机理,对改进的渐进前沿模型进行简化,建立了简单、实用的Cr(VI)动力学传质模型。试验结果表明,膜外相边界层扩散阻力、界面化学反应阻力和膜相扩散层阻力是控制Cr(VI)迁移速率的主要传质阻力,外水相酸度、载... 基于液膜法提取Cr(VI)的传质机理,对改进的渐进前沿模型进行简化,建立了简单、实用的Cr(VI)动力学传质模型。试验结果表明,膜外相边界层扩散阻力、界面化学反应阻力和膜相扩散层阻力是控制Cr(VI)迁移速率的主要传质阻力,外水相酸度、载体浓度是直接影响Cr(VI)迁移速率的重要因子。 展开更多

关键词 液膜 CR(VI) 传质机理 数学模型

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基于流体体积方法的燃油液滴蒸发过程数值模拟研究 被引量：1

15

作者 赵鹏 李国岫 +1 位作者 张涛 贾涛鸣 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1359-1365,共7页

建立了基于气液两相流流体体积(VOF)方法的燃油液滴蒸发的数学计算模型,研究了燃油液滴蒸发过程中的传热传质特性及强制对流流场对传热传质特性的影响。研究发现,燃油液滴在蒸发过程中,液滴内部并不是均匀加热,而是热点区域加热较快,其... 建立了基于气液两相流流体体积(VOF)方法的燃油液滴蒸发的数学计算模型,研究了燃油液滴蒸发过程中的传热传质特性及强制对流流场对传热传质特性的影响。研究发现,燃油液滴在蒸发过程中,液滴内部并不是均匀加热,而是热点区域加热较快,其他区域缓慢加热。在初始时刻时,燃油液滴相界面处的蒸气与周围气体之间的浓度梯度较大,因此初期的蒸发速率较快,其谢伍德数Sh也较大。不同气液相温度差能促进液滴的蒸发过程,随着气液相温度差增大,液滴蒸发速率逐渐增大。随着雷诺数的增大,高温热点区域的分界线逐渐模糊,液滴内部加热逐渐趋于均匀。雷诺数越大,液滴的温度越高,但液滴温度差别较小。不同雷诺数能有效促进液滴的蒸发过程。 展开更多

关键词 流体力学 气液两相流 VOF模型 液滴蒸发 传热传质

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质子交换膜燃料电池系统建模仿真与控制 被引量：34

16

作者 皇甫宜耿 石麒 李玉忍 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期682-687,共6页

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)建立合适的数学模型,有助于改善PEMFC的设计。结合燃料电池的电场与温度场,建立了包含质子交换膜燃料电池的电化学模型与温度模型的数学模型,通过MATLAB软件进行仿真,仿真结果表明该模型较好地反映出PEMFC... 对质子交换膜燃料电池(PEMFC)建立合适的数学模型,有助于改善PEMFC的设计。结合燃料电池的电场与温度场,建立了包含质子交换膜燃料电池的电化学模型与温度模型的数学模型,通过MATLAB软件进行仿真,仿真结果表明该模型较好地反映出PEMFC系统的动态特性,并研究了工作温度、反应气体工作压力以及质子交换膜面积变化对电池输出性能的影响。与此同时结合所建立的质子交换膜燃料电池模型设计了一款采用PID控制的Boost升压电路,将燃料电池输出不稳定的电压转变成可供给负载稳定使用的24V电压。 展开更多

关键词 质子交换膜燃料电池 BOOST 斩波电路 闭环控制

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分布式零质量射流控制增升装置分离的数值模拟 被引量：5

17

作者 白俊强 辛亮 +4 位作者 刘南 华俊 董建鸿 雷武涛 张晓亮 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期188-194,共7页

为改善大型民用运输机的起降性能,以典型的三段翼型为研究对象,研究分布式射流主动控制技术对提高增升装置效率的可行性。给出了零质量射流和分布式零质量射流的作用原理,获得了分布式零质量射流的孔口分布、射流频率、射流动量对增升... 为改善大型民用运输机的起降性能,以典型的三段翼型为研究对象,研究分布式射流主动控制技术对提高增升装置效率的可行性。给出了零质量射流和分布式零质量射流的作用原理,获得了分布式零质量射流的孔口分布、射流频率、射流动量对增升装置气动性能影响的规律。研究表明:零质量射流不论是吹气或者吸气,都可以增加边界层的能量,延迟分离,使得流动控制整个周期产生的气动效果都要优于未加控制的情形,但其无法完全消除襟翼上表面的分离,分布式零质量射流能达到更好的结果。数值模拟结果表明:零质量射流控制能使升力系数增加7.1%,分布式零质量射流控制能使升力系数增加20.3%,可见分布式零质量射流比零质量射流有更好的控制结果。分布式零质量射流不仅仅是各个孔口射流的简单叠加,而且还受到各个孔口串联作用的有利影响。总结四孔分布式零质量射流的设计准则为:当射流频率为1,射流动量为0.002时,能最大限度地消除襟翼上表面的分离,对升力系数的改善最为明显。 展开更多

关键词 增升装置 主动流动控制 零质量射流 分布式零质量射流 流动机理 设计准则

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压力旋流式喷嘴喷淋液膜区换热过程的数值模拟 被引量：6

18

作者 潘阳敏 罗祎青 +1 位作者 王丽雯 袁希钢 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期575-583,共9页

利用Fluent软件对压力旋流式喷嘴的内外流场进行了数值模拟,以等效的二维网格模型模拟圆周对称的三维流动,多相流和湍流模型分别采用VOF和雷诺应力模型。在两种条件下,对喷嘴流场进行模拟:1气相为空气,不发生相间热质传递;2气相为饱和... 利用Fluent软件对压力旋流式喷嘴的内外流场进行了数值模拟,以等效的二维网格模型模拟圆周对称的三维流动,多相流和湍流模型分别采用VOF和雷诺应力模型。在两种条件下,对喷嘴流场进行模拟:1气相为空气,不发生相间热质传递;2气相为饱和水蒸气,发生相间热质传递。相变模型采取Fluent中内嵌的Lee模型。将数值模拟结果同实验结果进行对比,并以数值模拟的数据对喷嘴内外流场展开分析。模拟结果显示,由于液相在喷嘴旋流室内的螺旋运动,导致喷嘴内部形成"空气芯",液相速度在喷嘴旋流室与收缩段的连接处变化剧烈;另外,发生相间热质传递条件下,流场的压力要整体稍低且速度场的速度最大值更大;液膜的传热系数沿液膜流动方向不断减小;因气相冷凝使得液膜厚度更大,液膜破碎长度也因蒸气冷凝而变得更长。 展开更多

关键词 喷嘴 流体力学 数值模拟 传质 Lee相变模型

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分散第二液相对增强气液传质的研究进展 被引量：2

19

作者 林成 周明 +1 位作者 许春建 余国琮 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期23-26,33,共5页

系统介绍了分散第二液相对气液传质的增强作用 ,提出了增强因子和铺展系数的概念 ,叙述和讨论了传质增强机理及模型的最新进展 ,并针对该领域的研究现状提出了一些展望。

关键词 分散第二液相 气液传质 化工过程

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启停阶段干气密封界面微结构的摩擦热力学研究 被引量：3

20

作者 郜凯强 穆塔里夫·阿赫迈德 张兆新 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期68-74,共7页

以动环端面带微米级双向螺旋槽与圆弧槽结构的干气密封为研究对象,考虑密封界面热传导建立不同微结构密封副干摩擦工况下的热力学模型,采用完全热力耦合方法进行摩擦传热分析。研究结果表明:动环端面微结构的存在,使接触面局部产生高温... 以动环端面带微米级双向螺旋槽与圆弧槽结构的干气密封为研究对象,考虑密封界面热传导建立不同微结构密封副干摩擦工况下的热力学模型,采用完全热力耦合方法进行摩擦传热分析。研究结果表明:动环端面微结构的存在,使接触面局部产生高温热点,热点区域主要集中于开槽区域周围,高温热点沿周向周期性分布,双向螺旋槽界面热点较集中;动静环接触面最高温度随转速的增大、运行时间的延长上升趋势越明显;微槽深度对界面最高温度的影响在起始阶段不明显,随着滑动过程的进行,浅槽界面最高温度逐渐高于深槽界面;相同转速、槽深情况下,圆弧槽界面温升低于双向螺旋槽界面;碳石墨静环接触面等效应力分布情况与高温热点区域具有相似性,接触面局部温差产生的热应力是导致应力集中的主要因素。 展开更多

关键词 干气密封 界面微结构 传热模型 热力耦合 摩擦热力学

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