于海岐
,
朱苗勇
金属学报
利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、
钢液流场和夹杂物行为,
分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.
结果表明: 电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯月面附近速度),
但不利于小粒径夹杂物的上浮, 5---50 μm的夹杂物上浮率由无电磁制
动且不吹氩时的6.7%降低到3.3%;
吹氩可增加整个上回流区钢液的向上运动趋势, 粒径
50 μm以下的夹杂物颗粒上浮率提高到8.9%;
吹氩量增加使自由液面附近产生较强的漩流区, 且容易产生二次涡流,
直接影响液面波动情况和卷渣的发生;
电磁制动和吹氩双重作用则有利于夹杂物上浮, 5-
50 μm小粒径夹杂物去除率可达12.2%,
其被凝固坯壳的捕获率可降低到64.4%.
关键词:
高拉速连铸
,
multiphase flow
,
electromagnetic brake
,
numerical simulation
封子艳
,
杨志刚
,
南蓓蓓
,
魏彦林
,
李辉
,
崔铭伟
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.013
目的 研究在多相流动状态,尤其是段塞流动条件下,各种浓度的不同缓蚀剂对X70钢腐蚀的影响.方法 采用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件,通过电子显微镜、挂片失重等方法,对挂片表面形貌、腐蚀速率进行分析,数值仿真了多相流动状态下缓蚀剂乙二醇对X70钢CO2腐蚀速率的影响.结果 自制实验装置的挂片表面形貌、挂片失重速度与真实环道实验相似.实验用缓蚀剂的质量浓度超过35 mg/L后,均匀腐蚀缓蚀效率提升明显,继续提高缓蚀剂的浓度,均匀腐蚀缓蚀效率变化不大.多相流动条件下,缓蚀剂对局部腐蚀的缓蚀效果不明显.仿真用缓蚀剂乙二醇的质量浓度达到250 mg/L后,缓蚀效率变化与实验结果类似.结论 自制实验装置可以模拟起伏管路内气液两相流动状态,实验结果可靠.缓蚀剂的最佳缓蚀效率存在临界浓度,小于临界值时,对挂片的缓蚀作用甚微,超过临界浓度时对挂片表面的腐蚀速率影响不大.段塞流动状态下,缓蚀剂的缓蚀作用仅针对挂片均匀腐蚀,对局部腐蚀影响不大,甚至会促进局部腐蚀的发展.
关键词:
X70钢
,
多相流
,
CO2腐蚀
,
缓蚀剂
,
临界值
,
实验
,
数值仿真
马强
,
吴晓敏
,
陈彦
工程热物理学报
风力机叶片覆冰会使风力发电效率下降并且威胁风力机组的安全运行.本文采用Fluent中的欧拉多相流模型,通过添加质量传递以及对流换热系数计算模型等,实现了对风力机叶片表面覆冰的二维数值模拟,结果表明:覆冰主要出现在叶片的前缘迎风面,且驻点附近覆冰最多;当增大翼型攻角时,驻点向翼型的下部尾部移动,最大覆冰位置也相应地移动;随着时间的推移,叶片表面覆冰增多.
关键词:
风力机叶片
,
覆冰
,
数值模拟
,
多相流
段广涛
,
陈斌
工程热物理学报
粒子法完全基于拉格朗日框架求解流体的流动,可以自动追踪界面的运动,因此在多相流模拟方面具有很大的潜力.本文将移动粒子半隐式算法(MPS)扩展至多相流动,通过在两相过渡区域内定义平均的密度和黏度将MPS方法中的粒子相互作用模型扩展成为多相粒子相互作用模型.采用连续表面张力模型(CSF)将表面张力转化为体积力,采用光滑颜色函数等高线的曲率来表征界面的曲率,而光滑颜色函数的导数则通过最小二乘法拟合得到.最后,采用气泡在静止液体内的上升运动验证了本文的算法.
关键词:
移动粒子半隐式算法(MPS)
,
多相流动
,
表面张力
,
光滑颜色函数
刘捷
,
范俊辉
,
卢文强
工程热物理学报
本文基于稳态流型采用数值模拟方法计算了加速器驱动次临界堆系统ADS无窗散裂靶的稳态热输运过程,得到了不同能量质子束作用下铅铋合金液体和蒸气中的稳态温度分布.对上述温度场结果进行比较表明,在相同流强下,温度场分布形状随能量改变,最高温度亦随之改变,并且质子束能量越高,最高温度就越大.在250 MeV能量质子束作用下,高温区在气相部分,随着质子束能量增大,高温区转移到质子束轰击铅铋合金液相位置.上述热输运数值模拟结果为ADS无窗散裂靶设计和优化提供了可靠的依据,特别是对未来中国ADS的研究和应用具有重要的学术和应用参考价值.
关键词:
ADS无窗散裂靶
,
多相流
,
热输运
,
数值模拟
,
温度场
黄天杰
,
殷安会
,
刘智勇
,
赵博
,
徐彤
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.03.012
目的：建立一种全尺寸腐蚀模拟放大试验装置。方法针对CO2驱油现场的实际情况，综合考虑影响CO2驱油腐蚀的各个因素，设计并研制更有效的高温高压CO2腐蚀模拟试验装置。对该装置开展模拟CO2腐蚀环境下，多种材料腐蚀特征及缓蚀剂防腐性能的实验研究，并将评价数据与室内高压釜实验、现场腐蚀监测的数据进行对比分析。结果该装置可实现液态CO2流量0~0.9 m3/h、温度-25~120℃、最高压力32 MPa下各种矿场腐蚀环境的模拟，能够模拟常规室内研究设备无法模拟的低温-高温高压条件下的多相流动状态，与现场流态更为接近，模拟结果可有效指导CO2驱油与埋存工程防腐工艺的制定。结论表面矿场条件下的CO2腐蚀模拟数据接近矿场实际腐蚀监测数据，实现了井筒、地面设备管道材料和防腐工艺技术的矿场模拟评价。
关键词:
CO2腐蚀
,
全尺寸腐蚀模拟装置
,
多相流态
,
模拟评价
吴梁玉
,
陈永平
,
施明恒
,
张林
工程热物理学报
本文基于VOF(Volume of Fluid)相界面追踪方法,建立了流动聚焦微通道中双乳液液滴形成的模型,研究了互不相溶的三种流体在微流控系统中形成双重液滴的典型物理过程,给出了双重液滴形成的典型工况,分析了流动参数和工质物性对液滴形成过程的影响.结果表明:双重乳液液滴形成过程可分为滴式与喷式两种模式;外流体流量增大时液滴形成模式由滴式转变为喷式,所形成的双重液滴尺寸减小;中间流体流量变化对液滴形成模式、所形成的双重乳液内液滴尺寸影响不明显,外液滴随中间流体流量增大而增大.
关键词:
双重乳液
,
微流控
,
VOF
,
多相流
梁法春
,
王栋
,
林宗虎
工程热物理学报
分流比例的大小和波动范围直接影响到管壁取样分配器的体积大小和流量测量精度,为此开展了对气液相分流系数影响因素的理论分析,并在空气-水两相流实验环道上进行了实验研究.实验分配器主管直径为40 mm,管路中出现的流型包括分层流、波状流、环状流以及弹状流.通过改变取样孔数目以及分流回路安装阻力调节孔板研究调节前后分流系数的变化规律.研究发现,旋流型管壁取样分配器液相分流系数主要取决于取样孔总面积的大小,而气相分流系数大小主要由分流回路和主回路的阻力特性决定.
关键词:
多相流
,
计量
,
分配器
,
分流系数
任尚杰
,
董峰
,
谭超
工程热物理学报
环形通道内多相流相分布的测量,对于保障工业生产安全、提高生产效率具有重要意义.电阻层析成像技术是一种新兴的过程参数可视化测量技术.该技术采用非侵入的方式获取管道截面处的介质分布信息,具有响应速度快、安全无辐射、价格低廉等优点,非常适合于多相流测量.但是,由于电学敏感场的高度非线性,该技术的空间分辨率较低,而为了克服这一问题所采用的迭代非线性算法,计算量大、效率低,很难满足现代工业测量需求.针对这一问题,本文提出一种应用于环形通道内多相流检测的ERT快速非线性图像重建算法.该算法采用有限元与边界元耦合的方法求解正问题,采用高收敛的Levenberg-Marquardt方法求解逆问题.实验结果表明,文中所提出算法具有较高的速度和精度.
关键词:
多相流
,
环形通道
,
电阻层析成像
,
边界元法
,
有限元法
李悦钦
,
王亚丽
,
古丽
,
杨金龙
,
江胜飞
腐蚀与防护
分析某凝析气田集输管线等径三通（L245）出现的刺漏等事故。通过宏观和微观分析、金相组织分析、扫描电镜、X射线衍射数值模拟（cFx）试验，分析其管件的失效原因。结果表明，其失效与集输介质的“腐蚀-冲刷”作用有关。
关键词:
集输管线
,
多相流
,
腐蚀
,
冲刷
,
失效分析
