刘磊
,
周芳德
工程热物理学报
将水平管划分为三个测量段,以空气、水和高粘度油体为工质,研究了油气水三相流中由流动引起的液-液复杂相态及其所对应的三相流压力降.试验研究发现,油气水三相流在三个测量段中可由流动引起不同的液-液相态,致使对应于相同的油、气、水三相体积通量,三相流阻力损失存在多值性.对不同的液-液相态建立了与之适应的阻力损失计算模型,模型预测结果与试验结果吻合.
关键词:
三相流
,
流型
,
压力降
,
理论模型
,
复杂流动
刘磊
,
孙贺东
,
钱焕群
,
周芳德
工程热物理学报
对天然气管道在多相流状态下的管道效率与减阻率的关系进行了理论分析,以水-空气混合流体模拟天然气管道中的分层流与环状流,在65 mm的水平管中对聚合物的多相流减阻进行了试验研究.理论计算与试验结果都表明,聚合物对多相流的减阻率随表观气速的增大而略有降低;对液体有62%减阻率的聚合物,对环状流的减阻率可达到40%左右,对分层流的减阻率可达到26%左右,使多相流的管道效率明显提高.
关键词:
气体-液体流动
,
多相流
,
聚合物
,
减阻
王燕
,
刘磊
,
周思怡
,
黎建峰
,
周芳德
工程热物理学报
泡排剂排液法是解决小液量低产气井井筒持液问题的有效措施.本文利用配制的地层水样,在内径65 mm的垂直管中模拟研究了小液体流量下的气井持液特性,确定了小液体流量下持液率与气体流速的关系.在不同浓度和不同气液比情况下,观测了泡排剂对两相流流态的影响,测定了不同浓度及气液比下井筒的持液率,研究了泡排剂对井筒持液的减排规律,得到了最佳泡排剂浓度的范围.
关键词:
天然气井
,
气液两相流
,
持液
,
泡排剂
,
减排
刘磊
,
廖红伟
,
史宇慧
,
周芳德
工程热物理学报
针对垂直上升管内气-水两相泡状流,利用高速数字摄像技术、电导探针和相关性原理,测量了不同气液表观流速下泡状流空隙率波的传播速度,分析了不同扰动频率对空隙率波瞬时波速概率分布的影响,研究了空隙率波的传播相对于两相混合流速的漂移特性.研究结果表明,空隙率波的传播相对于两相混合流速呈正漂移,且飘移速度略大于气相的飘移速度,随两相流混合流速的增大呈线性增大.
关键词:
两相流
,
泡状流
,
空隙率波
,
波速
,
漂移速度
刘磊
,
周思怡
,
龚圣捷
,
周芳德
,
江志军
工程热物理学报
以每秒高达30000次的采集频率,应用电导探针测量气液两相流中空隙波的传播,对探针信号进行多尺度分析和频谱分析获得空隙波的波速,发现空隙波具有不同的波速并在稳定性曲线所包覆的拇指型区域内呈离散分布,甚至可逾越稳定性曲线.应用高速数字摄像对两相流的相态结构进行了观测,发现空隙波波速的多样性和随机的不稳定性根源于气液两相流复杂的细观非均质形态.
关键词:
两相流
,
空隙波
,
运动学波
,
波速
,
非均质性
刘磊
,
龚圣捷
,
孙贺东
,
周芳德
工程热物理学报
应用高速数字摄像与图形分析技术,在水平管中对弹状流长气泡区液膜流动的连续波特征进行了实验研究,理论分析表明弹状流长气泡区的液膜流是传播速度等于长气泡平移速度的连续波,提出了液膜厚度的控制方程,对液膜厚度的计算结果与测量结果相符合.得到弹状流中存在连续波的重要结论,揭示了稳定弹状流具有波动特性的物理本质.
关键词:
多相流
,
弹状流
,
连续波
,
运动学波
,
密度波
刘磊
,
郭秋月
,
郭新锋
,
钟主海
,
樊辉青
,
周芳德
工程热物理学报
本文采用内径为40 mm的API X52石油管,建立了包括水平管,倾斜上升管、倾斜下降管和垂直上升管等不同管型的实验回路,实验研究了不同管型中聚合物的减阻性能及其对多相流传热的影响,分析了多相流减阻率与传热降低率两者间的相互关系.研究发现,聚合物减阻对于多相流传热的影响,因不同的管道型态而具有不同的变化规律;减阻率为60%～70%的聚合物减阻剂,可明显抑制流体与管壁之间的传热,传热降低率大于减阻率,可高达80%～90%.提出了以斯坦顿数表征聚合物减阻对多相流传热的影响新方法.
关键词:
多相流
,
气液两相流
,
传热
,
减阻
,
聚合物
刘磊
,
周芳德
工程热物理学报
分别以牛顿流体和非牛顿流体为液相,研究了垂直管中零净液流量气液两相流的流动特性.提出了零净液流量气液两相流动模型,应用这一模型计算了零净液流量气液两相流的持液率和压力降,模型计算结果与试验结果相符.研究结果表明,零净液流量气液两相流与常规气液两相流相比具有特殊性,表现为其持液率仅由质量平衡方程控制,其摩擦阻力压力降为负值.
关键词:
气体-液体流动
,
两相流
,
复杂流动
,
压力降
,
持液率
刘磊
,
李操
,
周思怡
,
周芳德
工程热物理学报
在缝宽7 mm、缝展198 mm、缝长3000 mm的裂缝中,选择缝展方向与水平方向成0°、45°和90°展角布置,研究了裂缝展角对油水两相流水平流动特性的影响,并与圆管中的油水两相流进行了比较.研究表明,展角对油水两相流的流型有一定影响,对混合度系数与有效黏度则影响不大,对"水包油"和"油包水"相态逆转的发生影响不大.对应于相同的流速和含油率,不同展角裂缝以及圆管中的油水两相流,其有效黏度几乎相同.
关键词:
油水两相流
,
裂缝
,
展角
,
有效黏度
,
流型
王跃社
,
周芳德
,
本田博司
工程热物理学报
本文提出了基于微肋管的薄液膜蒸发沸腾的输运现象数学模型及其有限差分求解方法.数值模拟结果表明,在蒸发扩张半月形液膜中,非蒸发液膜区域液膜形状主要取决于分子膨胀压力;在薄液膜区域与非蒸发区域的连接处存在着一个强烈的蒸发点,这是膨胀压力和表面张力共同作用的结果;在本征半月形液膜区域压力梯度几乎完全取决于表面张力,因而在该区域内液膜形状可以假定为圆弧形状.
关键词:
微肋管
,
非蒸发液膜
,
蒸发薄液膜
,
本征半月形液膜
