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幂律流体在偏心环空中的流动——流量与压力梯度

O前言 非牛顿流体在偏心环形空间中流动问题的研究,对解决定向井和水平井钻井时的携屑与固井时的顶替效率问题都具有很重要的意义。近年来,笔者对该问题进行了一系列理论与实验研究〔‘一’〕。本文就是在前面研究的基础上,推导了幂律流体在偏心环空中流动的流量与压力梯度关系式。在工程实标中,可根据不同的需要,用该式进行流量或压力计算。1基本理论儿卫物理摸型 现考虑幂律流体在横截面如图1所示的偏心环形空间中作轴向层流流动,并建立柱坐标系(r,夕,z)。假设: (l)流动是稳定的,即对于所有物理量均有粤二。; ’-。二,,‘一’·’‘~’J一’‘一‘心‘了”.~一~一切’J决图1偏心环空横改面示意四(2)除压力外所有物理量均有早三。; OZ,。、二书介二*热二卜佑,八*日n助_即_八*,,*。胡n。、;丫痴。、,一、几、。,月、/J矛仁匕少r〕匕节凡四J一决代i门刀门IJ,川J只石一又二一V。公粼尹l、了夕勺己!刊口Ujul月布丁书工山以l,‘口...  (本文共7页) 阅读全文>>

大庆石油学院
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聚合物驱油井产出液在抽油杆做轴向运动的井筒中的流动——理论,计算和应用

在采油过程中,由于油井较深的缘故,抽油杆在油管中是处于偏心位置的,聚驱井产出液在抽油杆做轴向运动的井筒中的流动问题就是非Newton流体在内管做轴向运动的偏心环空中的流动问题。本文研究了非Newton流体在内管做轴向运动的偏心环空中的流动规律及其在聚驱抽油机井杆管偏磨防治中的应用。在理论上,分别用二阶流体和幂律流体模型描述聚合物驱油井产出液的非Newton流变性;分别建立了双极坐标系下二阶流体和幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程及边界条件和初始条件方程;建立了幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中流动的稳定性参数和流体在内管壁上的压力分布计算公式;建立了二阶流体在内管做轴向运动的偏心环空中流动的流体在内管壁上的压力分布计算公式。在计算上,分别以HPAM水溶液和HEC水溶液为例,数值计算了幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中的流动,得出了这种流动的速度,流量,压力和稳定性参数分布;数值计算了二阶流体在...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

大庆石油学院
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幂律流体在内管做行星运动的环空中流动的稳定性参数H’

所谓内管做行星运动,即构成环空的内管在围绕自身轴线旋转(自转)的同时,也围绕外管的轴线旋转(公转)。内外管之间的环空中非Newton流体由于内管的公转和自转以及外加压力梯度引起的流动即为非Newton流体在内管做行星运动的环空中的流动。研究非Newton流体在内管做行星运动的环空中流动的稳定性参数具有学术理论和工程实际意义。由非惯性运动坐标系的引入,使得流体在内管做行星运动的环空中流动的分析变得大大简化;由流动的连续性引进流函数,使流体动力学基本方程未知量的个数减少一个;由Descartes直角坐标系向双极坐标系的变换,使流体动力学基本方程的求解域由偏心环域变为矩形域,使对边界条件的处理大大简化,从而在非惯性运动双极坐标系中建立了幂律流体在内管做行星运动的环空中流动的动力学基本方程组。从运动双极坐标系下幂律流体在内管做行星运动的环空中流动的运动方程出发,引入Hanks流动稳定性理论,建立了判断幂律流体在内管做行星运动的环空中由层...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

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幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中的非定常流

在采油过程中,由于油井较深的缘故,抽油杆在油管中是处于偏心位置的,可以把聚驱井采出液在抽油杆和油管所形成的偏心环空中的流动视为幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中的非定常流动。本文研究了幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的流动规律。在理论上,用幂律流体模型描述了聚合物驱油井产出液的非Newton流变性;建立了双极坐标系下幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中非定常流的控制方程及边界条件和初始条件方程;建立了双极坐标系下幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中流动时瞬时流量和流体在内管壁上的压力分布计算公式。在计算上,以HPAM水溶液为例,数值计算了幂律流体在内管做轴向往复运动的偏心环空中的流动,得出了这种流动的速度,流量和流体在内管壁上的压力分布;分析了环空偏心度以及内管冲程和冲次对流体速度分布的影响;分析了环空偏心度和内管轴向运动对流体在内管壁上压力分布的影响。在实验上,通过不同重量百分比浓度的HPAM水溶...  (本文共60页) 本文目录 | 阅读全文>>

《水动力学研究与进展(A辑)》1990年01期
水动力学研究与进展(A辑)

脉动压力及压力梯度对不平整突体空化初生的影响

引言 脉动压力对不平整突体的空化初生起着重要作用.空化的产生不仅与流场的动水压力有关,而且还与水中气核的含量有关.在动水压力的作用下,气核将交替地膨胀和收缩,当气核半径超过其临界半径时,气泡将失稳并产生溃灭.高速水流具有强烈的紊动性,脉动压力负峰降低了瞬时压力,促使空化的提前产生.蔡茂龙等【’]根据气泡动力学,分析了脉动压力对不平整突体空化初生的影响,认为由于脉动压力的影响,气核发育的时间明显缩短,加速了空化的产生.通常空化的初生首先发生在边界层中,特别是在紊流的过渡区和分离边界层的重新附着区,具有强烈的压力脉动[“J.脉动压力的变化受水流压力梯度的影响较大,不同伏况下的水流压力梯度,对突体空化初生的影响程度是不同的.Holl等〔“J曾对三角形突体在正负压力梯度状况下的消失空化数进行了研究,其结果与Holl早先的‘冻结流线理论”求得的结果相矛盾。以往关于不平整突体初生空化数的研究,大多数都是在零压力梯度状况下进行的,忽视了压力梯...  (本文共9页) 阅读全文>>

《国外铁道车辆》1990年06期
国外铁道车辆

货物列车制动管的漏泄、空气流量及压力梯度

引言 在货车制动领域,漏泄及漏泄对列车制动性能影响各方面的研究,似乎是人们不懈追求的课题之一。漏泄、空气流量要求及由漏泄引起的压力梯度对列车制动操纵和性能有重大的影响。尽管在这届协会召开的前几年有许多优秀论文对这一问题给予极大关注,但本文还是想进一步阐明货车制动系统漏泄的重要意义。 目前,人们正在集中精力进行既有的终端实验顺序和要求的研究使之更加完善,因为它们同样属于制动管漏泄和压力梯度的问题。关于这一点,AAR与韦斯汀豪斯空气制动部门于1985年和1987年签订合同,进行一系列列车试验台试验来确定制动管漏泄的高指标。由于这些漏泄程度比一般遇到的高,因此,得到的一些新数据对所有涉及到这个问题的研究都具有重大的参考价值。 本文的目的是从这两次试验结果和以往的工作中总结出一个更新的漏泄概念及它对制动操纵性能的影响,为完整起见,也涉及了漏泄率、空气流量和压力梯度的重要特性及这些参数在制动方面各自的意义。和压力梯度。漏泄率是主要因素。在...  (本文共10页) 阅读全文>>

《甘肃工业大学学报》1991年03期
甘肃工业大学学报

垂直管中浆体浓度分布与压力梯度间的关系

非牛顿流体是矿山、石油工业中常见的一种流体,其粘性切应力与速度梯度之间的关系是非线性的.一般组成这种非牛顿流体的矿物质颗粒直径在20urn以下,粒子间分子吸引力较强,而且还随着矿物质浓度的增加而增强.分子间吸引力的增加意味着流体的粘性切应力增大,所以非牛顿流体的流变特性基本上取决于矿物质的化学、物理性质和它的浓度。对于一定的矿物质,体积浓度的大小与其在管内分布状况大致决定了压力梯度的大小。文献【fi对该问题进行了理论研究。该文认为矿物质体积浓度在管内分布是均匀或是线性的,这一假设与实验结果相差很大。本文以实际试验结果为依据,提出体积浓度在垂直管内的合理分布形式,并利用数值方法着重研究了这种分布形式与压力梯度间的关系。1 浆体流变数学模型 通常,浆体是与时间有关的非牛顿流体,而且还可能是粘弹性体。在充分发展的层流垂直输送管中,可以将浆体简化为粘性非牛顿体,并且表示为卜‘ do、 f—K(一子)’(1) df””一”式中、——粘性切...  (本文共6页) 阅读全文>>