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液态锂在棒束通道中流动换热数值模拟研究 被引量：1
1
作者 刘硕 李文姝 +3 位作者 金钊 王成龙 张大林 秋穗正 《核技术》 北大核心 2025年第7期241-250,共10页
液态金属锂具有低密度、高热导率的优势,适用于太空环境下对堆芯进行冷却。本文以空间锂冷快堆的棒束通道为研究对象,利用数值模拟的方法分析液态金属锂在棒束通道内的流动换热特性。将努塞尔数(Nu)、压降作为关键参量,分析贝克莱数(Pe... 液态金属锂具有低密度、高热导率的优势,适用于太空环境下对堆芯进行冷却。本文以空间锂冷快堆的棒束通道为研究对象,利用数值模拟的方法分析液态金属锂在棒束通道内的流动换热特性。将努塞尔数(Nu)、压降作为关键参量,分析贝克莱数(Pe)和热流密度对液态锂的换热性能与压降影响。数值模拟结果表明:随着Pe逐渐增大,液态锂的换热性能逐渐增强,但同时流动过程中的压降也随之增大;热流密度的大小对液态锂的流动换热性能影响较小。该研究可为空间锂冷快堆的堆芯设计与安全分析提供参考。 展开更多
关键词 液态锂 棒束通道 流动换热 数值模拟 空间堆
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振动混合器内上浮颗粒悬浮特性数值模拟 被引量：1
2
作者 李良超 赵国柱 +2 位作者 马国鹭 张磊 徐斌 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第2期147-154,162,共9页
对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的... 对振动混合器内颗粒悬浮特性的深入了解,可为该类混合器的结构设计和优化提供依据.借助计算流体力学技术(computational fluid dynamics,CFD),应用欧拉-欧拉双流体模型对上浮颗粒在振动混合器内的悬浮特性进行了数值模拟研究.振动盘的往复运动采用动网格技术进行处理.通过模拟得到了混合器内的流场和颗粒的动态悬浮特性,并将模拟结果与文献试验数据对比验证模型准确性.结果表明,振动混合器内流场的典型特征为在振动盘的上方和下方各形成一循环涡流,涡流强弱随振动盘往复运动周期变化,但涡流方向保持不变,颗粒在混合器内悬浮分别经历均匀性快速变好、略微变好和动态稳定悬浮3个阶段.提高频率和增大振幅均可以使颗粒更快达到稳定悬浮,且悬浮的均匀性更好,但增大振幅会使悬浮的均匀波动性有所变大.增大固含量可使颗粒悬浮的均匀性增加,波动性减小. 展开更多
关键词 振动混合器 上浮颗粒 固液悬浮 两相流动 数值模拟
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表面活性剂溶液中同轴上升双气泡的碰撞行为
3
作者 郭凯 刘鲲 +3 位作者 郑龙云 魏宏旭 苏文龙 刘春江 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第10期1045-1056,共12页
气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB... 气泡碰撞是气泡流领域的重要科学问题之一.微量的表面活性剂会引起气泡运动行为的显著变化,然而其对气泡-气泡碰撞行为的影响规律却鲜见报道.本研究使用高速摄像观测同轴上升双气泡(N2气泡,直径均为4.2 mm)在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中的自由上升过程,利用虚拟双目立体视觉系统和气泡三维重构代码精确获取气泡上升过程中的特征参数.实验结果表明,CTAB溶液中气泡的碰撞频率显著高于超纯水,且随CTAB溶液浓度升高而升高.根据实验结果,对气泡碰撞频率与CTAB浓度的关系进行了拟合,得到了关于碰撞频率的经验关联式.实验还观察到两变形气泡碰撞后出现聚并、推动、并排和超越4种现象.统计了上述4种现象在CTAB溶液中出现的频率.进一步对运动行为进行相关性分析,根据滞帽模型的描述,表面活性剂分子在气泡表面的积累抑制了气泡运动在水平方向上的振荡,导致水平方向气泡运动距离大幅变小,从而使得气泡碰撞频率提高,碰撞频率最高可达0.83,远高于超纯水中的0.13.本研究揭示了表面活性剂溶液中两气泡碰撞的新现象,并探讨了碰撞机理,得到了影响气泡碰撞频率的主要因素之一——气泡之间的水平距离,并从单气泡流场分布的角度进行了初步的理论分析. 展开更多
关键词 气泡 气液两相流 气泡碰撞 表面活性剂 气泡聚并 表面污染
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端面粗糙度对高温密封润滑膜汽化特性的影响
4
作者 陈汇龙 刘瑞睿 +3 位作者 史迪超 付燕霞 赵斌娟 杨敬江 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第9期890-897,913,共9页
以螺旋浅槽高温液体动压型机械密封为研究对象,基于自相关函数法,建立符合高斯分布的密封端面随机粗糙表面模型和汽液两相流计算模型,模拟分析端面不同部位处粗糙度对润滑膜汽化特性与密封性能的影响规律.结果表明:端面粗糙时润滑膜汽... 以螺旋浅槽高温液体动压型机械密封为研究对象,基于自相关函数法,建立符合高斯分布的密封端面随机粗糙表面模型和汽液两相流计算模型,模拟分析端面不同部位处粗糙度对润滑膜汽化特性与密封性能的影响规律.结果表明:端面粗糙时润滑膜汽化区域主要集中在槽堰区,且以螺旋槽内槽区汽化程度最高;端面粗糙度使润滑膜平均汽相体积分数的等值边界线出现不规则波浪状,且随粗糙度增大而更明显;润滑膜平均汽相体积分数均随端面粗糙度的增大而减小,开启力随端面粗糙度的增大而增大,密封间隙泄漏量随端面粗糙度的增大而减小;各部位粗糙度对密封润滑膜汽化特性及密封性能的影响在全端面粗糙时呈现出叠加效应;不同部位单位粗糙度对润滑膜汽化特性及密封性能的影响从大到小的顺序为动环非槽区粗糙、静环端面粗糙、动环槽区粗糙. 展开更多
关键词 动压型机械密封 表面粗糙度 高温 汽液两相流 数值模拟
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制冷工况下半透明光伏液流窗电热性能对比实验研究
5
作者 朱丽 王鹏 霍玉佼 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期486-493,共8页
基于透光光伏组件与液流腔的集成设计,对制冷工况下光伏液流窗于0°、15°、30°倾角下的电热性能进行室外实验测试,以光伏中空窗为参考,对液流腔进水温度为25℃、流量为0.4 L/min时两者的性能差异进行对比分析。结果显示,... 基于透光光伏组件与液流腔的集成设计,对制冷工况下光伏液流窗于0°、15°、30°倾角下的电热性能进行室外实验测试,以光伏中空窗为参考,对液流腔进水温度为25℃、流量为0.4 L/min时两者的性能差异进行对比分析。结果显示,光伏液流窗的隔热性能显著优于光伏中空窗。当太阳辐照度达到620~630 W/m^(2),室外环境温度为38~39℃时,光伏液流窗和光伏中空窗室内侧表面温度分别平均低于室外环境温度9.5℃和高于室外温度1℃;不同倾角下,通过光伏中空窗直接进入室内的瞬时热量明显更高。倾角为30°时,太阳辐照度为640~650 W/m^(2),室内外环境温差为9~10℃工况下,通过光伏中空窗直接进入室内的瞬时热量均值为9.5 J,约为液流窗的33倍;室内制冷工况下,光伏中空窗电池工作温度分布在24.9~27.3℃区间,当液流窗进液温度接近夏季市政供水温度25℃时,无法有效为太阳电池降温,应考虑进一步对市政供水进行冷却或采用温度更低的空调冷凝水。 展开更多
关键词 光伏发电 窗户 光伏建筑一体化 热工性能 光伏液流窗 对比实验
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深层裂缝性气藏流固耦合下钻井液漏失规律数值研究 被引量：1
6
作者 王志远 刘徽 +2 位作者 孙宝江 刘洪涛 娄文强 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第2期52-61,共10页
钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对... 钻进裂缝性地层的过程中井漏问题严峻,易导致产能降低和钻井安全事故。为此,综合考虑钻井液与天然气的物性差异、基质与裂缝间的耦合流动及裂缝开度的动态演化规律,建立了基于气液两相流动的裂缝性气藏漏失预测模型,并与试验数据进行对比,验证了模型的准确性;基于该模型,系统分析了裂缝性气藏地质构造、基质参数、裂缝参数和井底压差等因素对漏失的影响规律,修正了传统统计学漏失模型,提出了适用于裂缝性气藏的漏失速率计算方法。研究结果表明,裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝增宽呈对数函数增长,增长趋势先急后缓,随着井底压差和裂缝长度增大呈线性增长;发育有断层裂缝性气藏的漏失速率随着裂缝宽度和井底压差增大呈指数增长,随着井眼与断层的距离增大呈对数式减小。研究结果为完善裂缝性气藏井漏规律和优选防漏堵漏技术提供了理论依据。 展开更多
关键词 裂缝性气藏 井漏 气液两相流动 流固耦合 断层
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环空气液逆向两相流动下气泡变形及运移特征
7
作者 尹邦堂 丁天宝 +4 位作者 王树龙 王志远 孙宝江 张伟 张绪亮 《石油勘探与开发》 北大核心 2025年第2期419-430,共12页
针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型... 针对压回法压井过程中气液逆向两相流动规律复杂、气泡运移速度难以预测的问题,开展不同工况下环空中气液逆向流动气泡运移实验,揭示井筒倾角、液相性质及逆流液速对气泡变形、气泡运移轨迹及速度的影响规律,建立气泡运移速度预测模型。研究表明,气泡在逆流中主要表现出孤立气泡自由上升及多气泡相互作用上升两种运移方式;气泡在逆流下的运移轨迹为“S”形,随着逆流液速增大气泡横向摆动加剧,井筒倾角、液相密度、液相黏度增大都会使气泡运移轨迹逐渐趋向于直线;气泡上升过程中整体呈现为椭球形,井筒倾角对气泡变形程度的影响不大,随着液相黏度及密度增大气泡纵横比减小;随着井筒倾角增大气泡运移速度逐渐减小,随着液相黏度增大气泡运移速度减小,随着液相密度增大气泡运移速度略微增大。建立的气泡运移速度预测模型预测误差在±15%以内,适用条件较为宽泛。 展开更多
关键词 压回法压井 气液逆向流动 气泡纵横比 气泡运移轨迹 气泡运移速度
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固液两相流扬矿泵叶轮时序效应
8
作者 谈明高 蒋耀涵 +3 位作者 吴贤芳 刘厚林 马皓晨 吴登昊 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期1017-1029,共13页
为研究叶轮时序角度对扬矿泵内固液两相流动的影响,对两级扬矿泵全流场采用CFD-DEM法进行数值计算,并设计了0°、30°和60°三组叶轮时序方案,分析了叶轮时序效应对扬矿泵外特性、颗粒运动特性、颗粒速度分布、颗粒碰撞特... 为研究叶轮时序角度对扬矿泵内固液两相流动的影响,对两级扬矿泵全流场采用CFD-DEM法进行数值计算,并设计了0°、30°和60°三组叶轮时序方案,分析了叶轮时序效应对扬矿泵外特性、颗粒运动特性、颗粒速度分布、颗粒碰撞特性、磨损分布以及内流机理。结果表明:随着时序角度的增加,扬矿泵外特性最大增幅为1.7%,颗粒平均速度最大增幅为1.91%,颗粒速度的提升增强了颗粒的流动性,从而减缓了泵内颗粒的堵塞情况;时序角度的增加能够减少泵内颗粒的碰撞次数,总碰撞次数最大降幅为5.01%;改变时序角度,泵内总磨损最大降幅为6.45%,且叶轮叶片、导叶叶片和导叶前盖板的磨损量最大降幅分别为12.15%、8.08%和8.06%。通过综合分析不同时序角度下扬矿泵的内流性能,发现时序效应能够优化次级叶轮内颗粒体积分数分布,可降低部分流域的高颗粒体积分数区域面积,从而改善泵内流动条件。 展开更多
关键词 扬矿泵 固液两相流 时序效应 叶轮
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基于电极阵列的湿天然气含水率测量方法
9
作者 贾惠芹 孔玮娜 《计量学报》 北大核心 2025年第7期1004-1011,共8页
针对现有的湿天然气含水率测量仪器易受介质流型以及安装环境影响的问题,提出一种基于微波法的非接触式测量方法,该方法以电极阵列各端口的散射参数为基础,反演得出湿天然气的含水率。首先分析了基于电极阵列的湿天然气含水率测量原理,... 针对现有的湿天然气含水率测量仪器易受介质流型以及安装环境影响的问题,提出一种基于微波法的非接触式测量方法,该方法以电极阵列各端口的散射参数为基础,反演得出湿天然气的含水率。首先分析了基于电极阵列的湿天然气含水率测量原理,其次设计了一种由柔性材料制作而成的微波传感器,可缠绕在管道外实现湿天然气含水率的非接触式测量。利用HFSS电磁软件设计了湿天然气含水率测量传感器,结合最小二乘法验证了含水率测量方法的可行性。实验室模拟结果表明,所研制的微波传感器可用于湿天然气含水率的测量,含水率在0%~5%范围内变化时的平均引用误差为3.98%。 展开更多
关键词 气液两相流 含水率 湿天然气 电极阵列 微波传感器
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动态液膜式连续流反应器的研发与应用
10
作者 段振亚 范成锴 +4 位作者 蒋文才 张俊梅 张浩东 邢云松 徐畅 《化学工程》 北大核心 2025年第9期73-76,87,共5页
近年来连续流反应技术在精细化工与医药中间体制造领域得到了快速发展,微通道反应器、动态管式反应器、回路反应器等新型连续流反应器的开发与应用起着关键作用。但是针对高黏度、高固含量以及多相非稳态体系,受到进出料堵塞、原料与反... 近年来连续流反应技术在精细化工与医药中间体制造领域得到了快速发展,微通道反应器、动态管式反应器、回路反应器等新型连续流反应器的开发与应用起着关键作用。但是针对高黏度、高固含量以及多相非稳态体系,受到进出料堵塞、原料与反应产物出现包浆等问题的影响,仍需进一步开发适应这些特殊条件下的新型反应设备。选取某化工企业的苯并咪唑酮硝化反应作为研究对象,利用动态液膜式连续流反应器进行实验研究,并与等条件下动态管式反应器的实验结果进行对比。结果表明:使用动态液膜式连续流反应器的收率均在99.1%以上,最高可达到99.4%,能满足企业的收率99%的要求,而同等条件下的动态管式反应器的收率则达不到企业的要求。动态液膜式连续流反应器的研发将为精细化工和制药领域的复杂反应体系的连续流反应工艺的实现提供新的思路和借鉴作用。 展开更多
关键词 连续流技术 动态液膜式连续流反应器 高黏度 高固含率
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井筒临界携液流速模拟:以SM致密气田为例
11
作者 苏羽 张兵 +4 位作者 魏超 甘霖临 陈思佳 陈璐 赵学闯 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第26期11152-11161,共10页
SM气田气井普遍产水,导致井筒积液,需要进行排液。目前在积液预测方面的研究都比较难应用于实际生产中,且可推广性较差。采用数值模拟的方法模拟得到了SM气田井筒的临界携液流速,并将其推广到57口气井,且预测精度较高。基于MATLAB软件... SM气田气井普遍产水,导致井筒积液,需要进行排液。目前在积液预测方面的研究都比较难应用于实际生产中,且可推广性较差。采用数值模拟的方法模拟得到了SM气田井筒的临界携液流速,并将其推广到57口气井,且预测精度较高。基于MATLAB软件建立了3个高精度多相流瞬态井筒模型进行模拟分析。模拟结果表明,SM气田气井的临界携液流速为3.07 m/s左右;当气井流速大于临界携液流速时,井筒内各项流动参数很快达到稳态,且持液率在2.5%以下,认为此时不积液;当气井流速小于临界携液流速时,井筒持液率较高,且高持液率管段压力损失较多。根据此临界携液流速绘制出1.38 in(1 in=2.54 cm)和1.61 in油管的临界携液流量图版。将该图版应用于现场,预测精度达89.5%,可用于指导现场排液工作。 展开更多
关键词 临界携液流速 井筒积液 积液预测 井筒多相流动
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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
12
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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基于混合神经网络参数优化的两相流流型识别方法
13
作者 王萌 张松 +2 位作者 施艳艳 杨珍 史水娥 《河南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期121-127,共7页
针对气液两相流传感器测量数据的强非线性和非平稳性导致流型识别困难的问题,提出一种基于混合神经网络参数优化的流型识别方法.所提方法首先采用滑动窗口法将传感器测得的不同流型电导率数据分割为若干子序列,再利用变分模态分解算法... 针对气液两相流传感器测量数据的强非线性和非平稳性导致流型识别困难的问题,提出一种基于混合神经网络参数优化的流型识别方法.所提方法首先采用滑动窗口法将传感器测得的不同流型电导率数据分割为若干子序列,再利用变分模态分解算法获得各子序列的固有模态函数,通过提取固有模态函数的Hjorth特征数据集实现对各子序列非线性特征的描述.接着,将随机森林算法引入卷积神经网络的分类层,进而构建混合神经网络,并采用鲸鱼算法对混合神经网络中3个超参数进行优化.最后,采用优化后的混合神经网络对Hjorth参数特征向量数据集进行分类,进而实现流型识别.实验结果表明,所提方法对4种流型的平均辨识准确率达到98.52%. 展开更多
关键词 气液两相流 Hjorth参数 混合神经网络 随机森林
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射流强化气液两相流体动力学特性的数值模拟
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作者 董鑫 薛璨 +2 位作者 单永瑞 冯颖 张建伟 《过程工程学报》 北大核心 2025年第8期820-833,共14页
在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度... 在气液两相流中气泡射流的流体动力学特性影响气液两相间的传质传热及动量交换,对于强化气液两相间的混合至关重要。为探究幂律流体中气泡射流流动特性,采用数值模拟方法对气泡射流的动力学及水力学特性进行研究。考察了清水和不同浓度羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液中,气液比和液相流变特性对气相速度、气泡尺寸、气含率分布及气液两相流态的影响。研究表明,由于气相的扩散运动以及对液相环境的扰动,流场内存在涡旋结构,增强了气液两相间相互作用。随气液比增大,流场内湍动剧烈,促进气液两相混合,扩散了流线,流线分布疏散。气泡直径增大,气泡尺寸分布由单峰逐渐向双峰转变,且随液相浓度增加气泡直径分布范围增大。相较于清水,CMC水溶液中气泡射流气含率低,气泡分散宽度增加,气泡射流的流动行为发生变化。随气液比增加,流场内湍动加强,气泡射流核心处气相体积分数增加,涡结构强化了局部混合。气相向液相环境中的分散宽度增加,气液界面的有效接触面积增加,气液两相间的传质效率提高,且随液相浓度增加分散效果更明显。 展开更多
关键词 气泡射流 幂律流体 数值模拟 气液两相流
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固液两相流扬矿泵内导叶时序效应
15
作者 吴贤芳 王美意 +3 位作者 刘厚林 谈明高 吴登昊 朱新月 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期2975-2983,共9页
为研究导叶时序效应对固液两相流扬矿泵的影响规律,以1台两级扬矿泵为研究对象,采用RANSDEM耦合法并结合Archard磨损模型,模拟了扬矿泵内粗颗粒固液两相流及其磨损特性,分析了0°、22.5°和45°这3种导叶时序对泵外特性曲... 为研究导叶时序效应对固液两相流扬矿泵的影响规律,以1台两级扬矿泵为研究对象,采用RANSDEM耦合法并结合Archard磨损模型,模拟了扬矿泵内粗颗粒固液两相流及其磨损特性,分析了0°、22.5°和45°这3种导叶时序对泵外特性曲线、颗粒速度分布、颗粒碰撞特性、壁面磨损和内流特性的影响规律。研究结果表明:在固液两相工况下,导叶时序对泵外特性未产生显著影响,3组时序方案下扬程和效率的最大波动幅度不超过0.47%;随着导叶时序角度增大,泵内高速颗粒数量增多,进而导致颗粒的平均过泵速度增大,最大涨幅为1.20%;增大导叶时序角度能够降低泵内颗粒碰撞总次数,最大降幅为3.17%;增大导叶时序角度,泵内壁面受到的总磨损量逐渐降低,最大降幅为2.30%,在次级泵段,次级叶轮叶片、次级导叶叶片和次级导叶前盖板受到的磨损降幅较明显,最大降幅分别为6.07%、7.19%和7.67%。增大导叶的时序角度能够减小次级叶轮叶片内低速颗粒的数量,优化次级导叶叶片内颗粒体积分数的分布结构,提升扬矿泵内颗粒的通过性能,降低泵内堵塞,减轻壁面磨损。 展开更多
关键词 扬矿泵 导叶时序 数值模拟 固液两相流 磨损
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两相流实验智能化升级及教学研究
16
作者 李辉 吕卓然 +3 位作者 符泰然 霍雨佳 许兆峰 陆规 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第3期174-180,共7页
两相流热工参数测量是能源动力学科一项重要的教学内容,可视化实验系统能够帮助学生直观认识两相流基本现象、流型及其演化规律,在流体力学、传热学及多相流教学中具有重要作用。该文根据两相流实验教学需求,结合最新的人工智能及数字... 两相流热工参数测量是能源动力学科一项重要的教学内容,可视化实验系统能够帮助学生直观认识两相流基本现象、流型及其演化规律,在流体力学、传热学及多相流教学中具有重要作用。该文根据两相流实验教学需求,结合最新的人工智能及数字孪生技术,在原先开发的数字化两相流流型演示实验系统基础上做了智能化升级,采用小波分析和灰度直方图分析两种特征向量提取方法,以及特征向量法及卷积神经网络直接图像识别法这两种智能算法用于识别两相流流型,拓展了实验台功能,丰富了教学内容,实现了多学科交叉融合。该文开发的基于人工智能算法的流型识别方法,也为目前两相流含气率测量无法兼顾精度和效率的瓶颈问题提出了新的解决思路。 展开更多
关键词 气液两相流 流型识别 含气率 人工神经网络 特征提取
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波形微通道内HFE-7100的流动沸腾换热特性
17
作者 王迎慧 龚莹 王耀 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期417-423,共7页
为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道... 为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道出口段的汽泡等效直径减小,汽液两相的片段环状流得到抑制,但通道进出口压降增幅明显(最大增幅达140.54%);局部加密微通道的上游、中游或下游,均可有效抑制出口段片段环状流的出现,降低受热壁面温度,改善壁温分布均匀性;比较发现,下游局部加密方式降低微通道内的汽泡生长速率更为显著,壁温及分布的调控效果与全程加密方式相当,但进出口压降可减小34.23%.综合分析,微通道下游局部加密方式可以更好地改善波形微通道的流动沸腾换热. 展开更多
关键词 波形微通道 流动沸腾 汽泡 汽液两相流 壁温
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无砟轨道自密实混凝土流场特性与灌注试验
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作者 杨荣山 李鹏鑫 +2 位作者 陈家长 刘学毅 曹庆超 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期31-36,共6页
研究目的:随着预制板式轨道的快速推广,板下灌注所需的自密实混凝土也得到了广泛应用。本文拟开展CRTSⅢ型板式无砟轨道板下灌注试验,统计分析自密实混凝土为不同坍落扩展度时轨道板上浮及侧移分布特征,提出降低自密实混凝土灌注施工引... 研究目的:随着预制板式轨道的快速推广,板下灌注所需的自密实混凝土也得到了广泛应用。本文拟开展CRTSⅢ型板式无砟轨道板下灌注试验,统计分析自密实混凝土为不同坍落扩展度时轨道板上浮及侧移分布特征,提出降低自密实混凝土灌注施工引起的轨道板移位的措施;建立模拟CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土灌注的气液二相流模型,得到施工过程中轨道板上浮力时程曲线,讨论轨道板上浮力较大的原因,分析关闭出口时机对轨道板上浮力及板角处自密实混凝土密实度的影响。研究结论:(1)自密实混凝土坍落扩展度与轨道板上浮力呈反比;(2)在灌注施工前将轨道板高程设低0.9~1.0 mm,可以有效减小轨道的上浮位移;(3)在关闭出口瞬间轨道板上浮力由26 kN增加至36 kN,此时防溢管内自密实混凝土高度为16 cm;(4)自密实混凝土至防溢管50 cm处时,轨道板所受上浮力为2.87倍板重;(5)关闭出口速度对轨道板上浮力影响较大,当关闭出口所用时间从0 s增加至10 s时,轨道板上浮力降低8.1%,板角密实度增加2.6%;(6)施工时,建议选用坍落扩展度为665~670 mm的自密实混凝土,关闭出口所用时间在4~6 s,可以保证较好的板角密实度,并有效降低轨道板上浮力及轨道板侧移;(7)本研究成果可为无砟轨道板下灌注理论分析及施工质量提升提供参考。 展开更多
关键词 无砟轨道 自密实混凝土 灌注 气液二相流 上浮力
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吸入涡演化对立式离心泵水力稳定性的影响
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作者 冯建军 崔文豪 +3 位作者 朱国俊 戈振国 赵天齐 闫思娜 《农业工程学报》 北大核心 2025年第12期70-76,共7页
泵站进水池中形成的吸入涡影响泵站安全稳定运行。为研究不同工况下吸入涡形态及其演化过程对离心泵稳定性的影响,该文通过高速摄影技术捕捉不同流量下吸入涡的发展形态,并结合数值模拟对大流量工况下吸入涡的演化过程和泵内压力脉动特... 泵站进水池中形成的吸入涡影响泵站安全稳定运行。为研究不同工况下吸入涡形态及其演化过程对离心泵稳定性的影响,该文通过高速摄影技术捕捉不同流量下吸入涡的发展形态,并结合数值模拟对大流量工况下吸入涡的演化过程和泵内压力脉动特性展开研究。结果表明:试验过程中,吸入涡稳定存在的时间随着流量的增大而增加,在大流量工况下(流量Q=15.6 m^(3)/h),由于大尺度气泡脱落吸入涡投影面积产生剧烈波动;数值模拟捕捉到的吸入涡发展路径与试验结果基本吻合;在吸入涡由发展阶段向保持阶段演化时,含气率迅速增大致使气泡团聚集在叶轮流道内,从而导致保持阶段的叶片吸力面压力脉动变化范围为发展阶段的2倍,压力脉动主频由转频变为2倍转频,且随气相作用的增强,2倍转频处的压力脉动幅值沿流动方向不断增大,不均匀进气也致使叶轮径向力向正Y侧发生偏移;气泡运动至蜗舌附近时引发局部高湍动能分布;无叶区、导叶和蜗壳在靠近蜗舌方位的压力脉动峰峰值增幅最大,分别增加了59%、57%和58%,影响离心泵的稳定运行。研究结果可为后续开展吸入涡结构抑制研究、提升泵站运行稳定性提供理论参考。 展开更多
关键词 离心泵 吸入涡 气液两相流动 水力稳定性 压力脉动
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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
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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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