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幂律流体环空流场PIV实验研究

经过近十年的发展,PIV 技术己获得了人们的普遍认可,它的应用范围越来越广泛,并已成为一种研究流场的基本测试手段。幂律流体是非牛顿流体的一种,在油田中应用非常广泛。但是由于实验手段的缺乏,对幂律流体流动规律的研究主要集中于理论研究层面。本文针对环空管道内流场研究的困难,尤其是对非牛顿流体在环空管道内流动规律的实验研究较少,在没有借鉴和经验基础上自行设计了一套环空管道的模型,用 PIV(Particle Image Velocimetry,缩写为 PIV)来研究幂律流体在环空管道内流动的规律。应用 PIV 分别研究了不同浓度的聚合物溶液以及牛顿流体在垂直环空管道中的流动规律,得到了环空管道中流体的速度分布情况、涡量情况、流线情况,分析了同心和偏心情况下环空管道内的流场分布规律,并与前人的计算结果进行了比较,得出了一些与以前不同的结论:同心情况下平均流速与最大流速的关系,并不是完全与粘性指数 n 值有关系,还与管道内流动的流动速度有  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

大庆石油学院
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幂律流体环空流数值模拟及PIV实验研究

幂律流体在同心及偏心环形空间中的螺旋流动现象在钻井过程中极为普遍,而钻井液在环空中的流动则有时为层流有时为紊流。紊流是流体粘性运动中最复杂的形式,在石油工业中的流动问题,除少数高粘低速流动外,绝大多数都是紊流流动。近年来,随着计算流体动力学(CFD)和流场测试技术的不断发展,数值模拟和PIV技术在流场特性研究领域得到了良好的推广和应用。因此,开展幂律流体环空流数值模拟及PIV实验研究具有学术理论意义和工程实际应用价值。本文在PHOENICS软件VR-Editor中三维笛卡尔坐标系下建立了同心及偏心环空管道的物理模型,采用SIMPLEST流场数值计算法的同时,应用有限体积法来实现控制方程离散化,紊流计算模型选取k ?ε两方程模型,近壁面采用壁面函数法来处理,模型参数设置与相应工况下的PIV实验情况完全相同,最后实现了对环空流场的数值模拟计算。通过Tecplot、Sci和Origin等软件对数模数据进行后处理,得到了同心及偏心环空流...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

大庆石油学院
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环空中螺旋流数值模拟及PIV实验研究

幂律流体在同心及偏心环形空间中的螺旋流流动现象在钻井过程中极为普遍,而钻井液在环空中的流动则有时是层流有时是紊流。紊流是流体粘性运动中最复杂的形式,在石油工业中的流动问题,除了少数高粘低速流动外,绝大多数都是紊流流动。近年来,随着计算流体动力学(CFD)和流场测试技术的发展,数值模拟和PIV技术在流场特性研究领域得到了良好的推广和应用。因此,开展幂律流体环空流数值模拟及PIV实验研究具有学术理论意义和工程实际应用价值。本文通过在FLUENT软件gambit中三维笛卡尔坐标系下建立带切向管的同心及偏心环空管道的物理模型,采用SIMPLEST流场数值计算法的同时,应用有限体积法来实现控制方程离散化,紊流计算模型选取κ-ε两方程,近壁面采用壁面函数法来处理,模型参数设置与相应工况下的PIV实验情况完全相同,实现对环空流场进行数值模拟计算。实验部分采用PIV的粒子跟踪技术,用脉冲激光片光(Light sheet)照射所测流场的切面区域,...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

南华大学
南华大学

PIV在电站锅炉电除尘器气流分布模型实验中的应用研究

气流分布模拟试验是实现电除尘器内气流均匀分布的一种行之有效的方法。用模拟试验结果指导工业电除尘器的设计,无论在经济上时间上和工作条件上都比在工业电除尘器上直接进行试验和调整要优越得多,因此这种方法被国内外广泛采用。由于电除尘器内部流场的复杂性,这一问题还无法从理论上来求解,而各种公式其精度和使用范围都不令人满意,计算流体力学(CFD)在流动条件复杂的情况下不易取得较好的解。借助相似理论,利用模型实验对电除尘器内气流流动动情况进行预测,是最为可靠的方法。目前测量仪器只能对流场的一些点进行测量,很难提供流场整体方面的信息,而这些信息正是研究电除尘器内气流组织所急需的。PIV(Particle Image Velocimetry)的出现使得人们第一次能够对流场的速度分布进行一次全场测量,而且具有很高的精度。本文成功地将PIV应用于电除尘器内气流组织的模型实验中,得到了一些有意义的数据,获得了满意的结果。本文主要的工作体现及创新点在:(...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

《洁净煤技术》2016年06期
洁净煤技术

基于PIV技术的七喷嘴气化炉流场研究

为研究七喷嘴气化炉的流场分布,建立了顶置七喷嘴气化冷模试验装置,采用激光粒子成像测速系统(PIV)在气化炉的上部、中部及下部视窗进行了流场测试,比较分析了颗粒流量、分散风流量对气化炉流场的影响。结果表明,在颗粒流量20~150 kg/h,分散风流量740~880 m3/h的工艺...  (本文共6页) 阅读全文>>

《流体机械》2016年10期
流体机械

不同温度气体喷射特性的PIV试验研究

研究气体的喷射特性,用于指导发动机燃油供给系统的设计和燃烧室有效组织燃烧。基于粒子图像测速技术(PIV),对不同温度、不同压差下气体喷射的特性进行了对比研究。通过试验分析和图像处理等手段对射流流场及涡结构、气体射流...  (本文共6页) 阅读全文>>

《风机技术》2017年02期
风机技术

惯性粒子分离器流场特性的PIV试验研究

惯性粒子分离器因具有流动损失小、砂尘分离效果明显的特点而成为直升机发动机进气道的标准配置。论文采用PIV测速技术对惯性粒子分离器矩形截面模型进口、中心体驼峰...  (本文共6页) 阅读全文>>