一、THE FRICTIONAL RESISTANCE CHARACTERISTICS OF GAS LIQUID TWO PHASE FLOW IN HELICAL COILED TUBES（论文文献综述）
郑智群[1]（2021）在《液化天然气在螺旋套管换热器中的沸腾流动传热特性研究》文中研究表明液化天然气（LNG）一般通过超低温液化后进行储存和运输,在使用时,需先将LNG气化。LNG在气化过程中伴随冷能的生成,此部分冷能可以通过换热器等装置进行回收利用。螺旋套管换热器具有结构紧凑、传热系数高等特点。相对于直管换热器,螺旋套管换热器可通过离心力产生二次流动以达到提高换热效率的目的,可满足LNG气化过程冷能回收的基本要求。采用数值模拟的方法研究入口雷诺数、螺旋管螺旋直径、螺旋管节距、螺旋管内径对螺旋套管换热器换热效率及压力变化的特性,并将数值计算结果与已有沸腾传热关联式计算结果对比,为螺旋套管换热器的结构优化提供依据。本文的主要研究内容及结论如下:（1）建立了螺旋套管的几何模型,在基本流动控制方程的基础上,对螺旋套管内气液两相流动的传热量以及两相之间的相互作用力进行了计算,采用Kurual与Podowski的核态沸腾模型以及Lavieville等人的脱离核态沸腾状态模型对螺旋套管内的LNG流动传热过程进行模拟。（2）为了验证所选计算模型的可靠性,采用所建立数值计算模型对已有的实验过程进行数值算。平均偏差小于10%,这说明数值计算结果与实验结果的拟合度较高,实验结果与数值计算结果吻合良好,验证了数值计算模型的可行性。（3）在入口雷诺数分别为13500～53500的条件下,研究了螺旋套管换热器不同螺旋管中径、螺旋管节距以及螺旋管内径对气体体积分数分布、压力变化以及换热效率的影响。确定了在其他螺旋管尺寸条件不变的情况下,诸如螺旋中径等上述单一尺寸参数对压力变化及换热效率的影响规律入口。结果表明,Re数越高,总体压力损失越大;螺旋管节距越小,总体压力损失越大;螺旋管螺旋直径以及螺旋管管径对总体压力变化影响不大。气体体积分数在0.2以下时,换热系数的提升速度最快,随着气体体积分数的提高,换热系数的提升速度减慢。在入口Re小于100000的条件下,Re数越大,Nu数越大,传热效率越好;节距对Nu几乎没有影响;螺旋管螺旋直径越大,Nu数越小;螺旋管管径越大,Nu数越大。（4）阐述了管内沸腾换热机制以及直管和螺旋管内的沸腾传热系数计算公式,对比分析了直管与螺旋管沸腾传热系数计算机制的不同。将现有实验研究的螺旋管沸腾换热系数计算结果与数值计算结果进行对比,将Nu数的数值计算结果与Cui公式对比,计算偏差为25.16%,标准差为5.4%,拟合所得直线的R平方数为0.881,数值计算值接近Cui公式计算值的74.84%,因此对Cui公式的系数进行修正,修正后的公式与数值计算结果偏差在15%内。修正后的Cui公式与数值计算结果拟合良好,可以作为螺旋管内LNG沸腾换热计算的经验公式。本文主要运用了数值模拟的计算方法,对不同结构形式的螺旋套管换热器内的LNG沸腾流动过程进行了数值计算,得到了换热器内流体流动和传热特性的变化规律,为螺旋套管换热器的结构优化提供了参考和借鉴。
唐苇羽[2]（2021）在《水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究》文中指出强化传热在工业和学术界一直备受关注,环保及能效标准的提高对强化传热技术的效率与可靠性提出了更大的挑战。在制冷和电子散热领域,相变传热是一种广泛应用的热管理手段。目前微/多尺度复合强化表面在相变过程中的热力特性及其作用机理还不清晰,而这对不同结构的性能预测与进一步优化至关重要。本文对常规通道内,多种单一和复合强化换热方式的对流冷凝和流动沸腾换热-阻力特性开展实验探究,得到其换热机理;然后采用数值模拟以及数据统计方法探究表面结构对内螺纹管内热力特性的影响,并预测其随工况的变化规律。实验结果表明在对流冷凝换热方面,人字沟槽/涟漪纹强化管在测试工况下均具有最高的冷凝换热系数,可达相同工况下光滑管对应值的1.4–1.74倍。这是由于人字沟槽结构能够有效减薄沟槽交汇处的液膜厚度,而涟漪纹结构会促进流体湍动并降低突起顶部液膜导热热阻。变干度工况下的测试结果表明,在较低质量流速下光管内的换热主要由管顶部的膜状冷凝换热主导,因此换热系数随着干度变化缓慢;而在较高质量流速和干度下,对流冷凝换热作用愈发突出,换热情况则随之逐渐改善。在这两种强化管内,冷凝换热则在整个测试范围都与质量流速呈明显正相关,尤其是人字沟槽/涟漪纹管,这得益于强化结构对对流换热的显着强化作用。本文引入三维表面的面积扩展因子,提出新的换热关联式,该模型能够准确预测复合强化管换热特性。在摩擦压降方面,人字沟槽/涟漪纹强化管的摩擦压降强化倍率可达1.30–1.63;沟槽深度或涟漪纹高度与管径比值被简化为粗糙度考虑,并被嵌入到摩擦系数计算中。验证结果表明,通过该方式,所有数据点的预测偏差均在±20%偏差范围内。流动沸腾换热方面,大干度区间下随着质量流速和热流密度的增加,强化管的换热强化倍率逐渐增加;在质量流速小于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/涟漪纹管的换热性能最优;而在质量流速大于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/微细粗糙管的换热性能则迅速上升。在较低质量流速下,壁面浸润不充分导致周向换热不均,上下壁温差与管内流型分布间存在强相关;光管内的流型预测分布图与壁温差和换热系数变化规律吻合较好。随着干度上升,光滑管和人字沟槽/微细粗糙管内换热系数先迅速下降而后趋于平缓,管顶部在该区间内的换热系数明显低于管底部;而在较高质量流速下,人字沟槽/涟漪纹管内换热系数随干度呈现“V”形转折,结合壁温差可得在转折点附近管顶部换热明显改善,顶部与底部壁温差值趋近于零,这是由于表面强化结构使得表面充分浸润,进而导致波状流/环形流提前转变。在此基础上,本文考虑表面结构的影响修饰壁面浸润角,分别提出适用于光滑管和复合强化管的换热关联式。采用数值计算方法开展小管径内螺纹管内环状冷凝换热特性的研究,结果表明换热系数与干度和质量流速呈正相关,而随着饱和温度的上升下降。在相同工况下,齿顶角较小的内螺纹管内齿间空间更大,对应管内等效液膜厚度更小,因此在高干度下其具有较高的换热系数且换热系数随干度增加增幅较大;而较大的齿高不仅能带来较高的面积扩展比,还可减薄齿尖附近的液膜,增加流体气相和液膜核心区域湍流粘度,因此其齿尖附近局部换热系数远大于齿高较小的内螺纹管。在环形流换热区域内,在离心力作用下管壁四周液膜厚度分布较为均匀。冷凝换热中相变传质仅发生在相界面附近,其中在齿顶附近传质最剧烈。相应地,齿顶区域换热系数在完全环状流中要远大于齿底部分。而在内螺纹管流动沸腾换热-阻力预测方面,经对比评估后发现现存关联式都无法在较宽管径范围内对多种环保工质的热力特性得到满意的预测效果。在考虑不同尺寸通道内质量流速和热流密度等参数的影响差异后,临界齿根直径与等效热流密度被引入到新换热关联式中。新换热模型对数据集具有最佳预测能力,平均绝对偏差仅为18.2%,且在不同来源数据点对比中均能较好刻画各参数作用。现存摩擦压降关联式被修饰以正确反应局部区域干度的影响,得到的关联式预测性能大大于其他现存模型。最后为验证上述两个关联式,通过实验得到多根不同参数情况下,微翅片管内换热-阻力特性的相关数据并进行对比,结果表明所有测试点的预测偏差均在±30%范围内。
冀前辉[3]（2020）在《煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究》文中提出顺煤层钻孔抽采瓦斯是防止瓦斯事故的有效手段,也是治理瓦斯超限、提高开采效率、保障采煤安全的有效措施。碎软煤层在我国可采煤层中占有较大的比例,由于瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层稳定性差,施工顺煤层钻孔时常因为排粉效率低、钻孔坍塌造成钻孔深度浅、成孔率低,严重影响瓦斯抽采效果。目前国内碎软煤层钻孔施工多采用中风压空气钻进装备及工艺,存在以下几方面的问题:压缩空气作为循环介质冷却效果差;孔壁局部坍塌引起钻杆柱回转摩擦生热后存在孔内起火隐患;当钻遇含水煤层,产生煤泥粘附在钻杆的外侧容易造成钻孔事故。结合泡沫钻进携粉能力强、孔内净化效果好、冷却效果好、适合于含水地层钻进等优点,论文依托国家“十三五”油气重大专项课题“煤矿井下煤层气高效抽采技术与装备”（编号:2016ZX05045-003）等项目,以煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术为研究对象开展研究,得出如下结论:（1）基于多相流理论,分析研究了泡沫流体在钻杆内通孔、钻头、环空间隙等部分的流动规律和煤粉颗粒群在环空间隙中的受力和运动状态,为钻进工艺技术参数的研究提供了理论基础。（2）提出通过采用矮翼螺旋钻杆辅助搅粉、增加泡沫流场紊流度来提高钻进排粉效率。结合煤粉颗粒的受力和运动分析,研究了螺旋钻杆的搅粉和辅助排粉能力,得出实现搅粉的临界转速、螺旋槽升角的计算方式,并分析了影响螺旋槽排粉能力的主要参数。（3）结合碎软煤层钻进需求,开展防塌乳液泡沫剂配方研究。提出将定向钻进用防塌乳液与泡沫剂进行复配,研制出具有较强防塌能力的乳液泡沫冲洗液体系,采用Waring-Blender搅拌法、正交试验法研究了不同防塌泡沫乳液配方的发泡体积、密度、表观粘度、动切力、流性指数、稠度系数等参数,得出碎软煤层泡沫钻进防塌泡沫乳液的最佳配方:水+0.2～0.3%防塌乳液+0.5%发泡剂K12+0.4%～0.8%粘土抑制剂 NH-1。（4）分析研究了钻进环空流场,运用流体力学模拟软件分别对外平钻杆和矮翼螺旋钻杆在泡沫作用下的携粉能力进行了数值模拟,对比研究了采用矮翼螺旋钻杆和常规外平钻杆施工时,环空内泡沫流体压力、流速变化的规律,得出了矮翼螺旋钻杆钻进环空泡沫流动压力损失修正系数。通过对碎软煤层泡沫钻进压力损失、压缩空气和泡沫液注入量等工艺参数的分析研究,提出了煤矿井下碎软煤层泡沫钻进气体体积流量的理论计算方法。（5）通过对煤矿井下防塌泡沫乳液注入、消泡等技术的综合研究,配套研制了泡沫发生器、钻进消泡装置等设备,构建了煤矿井下成套泡沫钻进装备集成。（6）在理论分析、模拟仿真和实验室研究的基础上,开展了发泡实验、消泡试验、防塌孔试验、现场钻孔试验等系列研究,分析了碎软煤层泡沫钻进工艺参数,研究了防塌泡沫乳液的防塌效果。在碎软煤层现场开展了钻进对比试验,相对于中风压空气钻进工艺,采用井下泡沫钻进工艺和矮翼螺旋钻杆在施工煤矿碎软煤层钻孔时,钻机回转阻力降幅最大达到了 48%。试验证明,碎软煤层泡沫钻进工艺适合在碎软煤层中施工深度达200m的本煤层钻孔。
李晓慧[4]（2020）在《水平气井内螺旋工具中气液两相流动规律研究》文中研究表明持续的天然气开采造成地层能量不足,边底水入侵,形成气井积液。气井积液问题严重影响天然气采收率,因此亟需采用有效的排水采气措施稳定积液气井产量。水平井具有加大泄气面积、增加单井产量和经济性显着的优点,成为当前气井的热点开发方式。随着水平气井的大范围应用,水平气井积液问题不可避免。目前已知大牛气田,徐深气田等国内气田均出现了水平井大面积出水的问题。国内外多年的开发实践中研发了多种针对直井的排水采气技术,但在直井气井中应用效果良好的排水采气方式并不适用于水平井,因此需要针对水平气井排水采气技术进行研发和推进,以解决水平气井积液问题。为准确预测气井积液情况并对积液气井采取有效措施,需要计算气井的临界携液流速对气井积液情况进行判断。本文考虑了液膜剪切及液滴夹带机制,结合剪切扰动波被剪切破碎的过程,建立了新的临界携液模型,讨论了产液量、液相组分、气相组分、油管直径和温度等影响气井积液的因素对临界携液流速的影响,并选取经典模型与本文模型同时判断气井积液情况,验证了模型具有更高的准确性。借鉴直井设计了一种用于排出水平气井积液的内螺旋工具。利用数值模拟方法对水平井内螺旋工具气液两相旋流流动规律进行研究,解释内螺旋工具排液机理,并探究了内螺旋工具结构参数对排液效果的影响。研究结果表明:井下气液两相流体流经内螺旋工具螺旋线时,气液两相流受到螺旋线诱导,由于气液两相的密度差,在惯性力作用下绝大部分液体被甩至井筒壁面,而气相则在井筒中心做高速旋流。此时气井内气液两相无规则混流转换为液相流动面积明显降低的螺旋层流,这种流动状态能够降低两相流体间滑脱损失以及流体与管壁的摩擦阻力,因此能够利用气井自身能量完成气井排液。基于动量矩定理,建立了内螺旋工具后气液两相自由旋流的切向速度、当地阻力系数以及旋流数衰减模型,对工具后两相旋流的衰减规律进行了研究,研究表明:相同长径比时工具自由旋流衰减比当地阻力系数衰减缓慢,说明内螺旋工具后的自由旋流可维持一定距离,同时旋流维持过程中还能降低气体携液过程的能量损失,这无疑对保存气井能量、提高气井排液效率有重要作用。最后,利用室内实验装置验证了内螺旋工具排液效果的数值模拟结果,室内实验与数值模拟的流动状态和压力变化规律一致,证明内螺旋工具能够提高水平气井排液能力,解决水平气井积液的问题。
孙志传[5]（2020）在《水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究》文中指出自上世纪七十年代初以来,重大环境问题的相继出现和能源供需矛盾的日益凸显,迫使世界各国采取严格的资源管理制度以解决能源利用效率不高和过度消耗等问题。然而,能效增长速率的降低和能源需求的稳定增长已经成为全球能源行业面临的重大挑战。目前,延伸表面是商业换热器设计所采用的主流强化传热技术,被用于提升换热器的换热性能并减小设备占地面积。作为最近兴起的三维表面强化换热管,涟漪纹管因其生产制造、日常运营和故障维修成本低廉且管道内部压损相对较低,展现出了优越的经济效益。其中,具有蛇鳞纹阻垢表面基底的新型涟漪纹管（1EHT管）具备更加广阔的发展前景。本文首先对现阶段表面强化换热管的研究进行综述,同时简要总结管内流动可视化的研究工作,并对当前涟漪纹管研究领域的不足之处展开讨论,随后对水平管内饱和对流换热高精度测试系统及其配套的流型可视化实验装置做出介绍。1EHT型涟漪纹管的复合表面结构通过非接触式光学轮廓仪进行测绘,由于涟漪纹管具有三维双侧强化表面,因而需要采用Wilson图解法测定测试管外环形通道内的水侧单相换热系数。测试管的内表面换热系数和主要实验参数的不确定度分别通过传热热阻模型和Moffat误差传递理论计算得到,实验台的热平衡分析和测试段的单相换热系数验证也先后被阐述。本文测试了外径为12.70 mm的光滑铜管和两根1EHTa型涟漪纹管的管内两相换热系数,换热工质为制冷剂R410A,流动沸腾和强迫对流冷凝的饱和温度分别为6℃和45℃。换热系数曲线随质量干度和质量流速变化,数据点对应的流型图像通过高速相机记录,并采用螺纹柱阴影示波法和条纹对比法识别管内流型。本文也介绍了水平管内对流冷凝和流动沸腾换热的主要流型,并使用Xtt-JG坐标图绘制每根测试管的两相流型图,进而阐述水平测试管内两相流型与实验换热系数之间的关联,同时从换热机理上讨论1EHTa型涟漪纹管内表面结构对饱和对流流型变化的影响,最终揭示新型涟漪纹管表面结构的强化换热机理。本文研究中使用MATLAB软件建立计算机脚本,对流型图像进行二值化处理以提取液面轮廓,结合圆管内气液两相分层流动模型,计算出了对应工况下的管内截面含气率,并将实验值与三个经典模型给出的预测值进行对比,从而提出全工况下适用于两根1EHTa型涟漪纹管的截面含气率预测模型。随后根据新型涟漪纹管的两相流型图提出相应的流型转变公式,最终建立适用于两根1EHTa型涟漪纹管管内对流冷凝和流动沸腾的换热系数预测模型。针对测试管进出口干度分别为0.2/0.8和0.8/0.2的大干度变化工况,通过实验详细研究了换热工质、管壁材质、运行参数和几何参数对1EHT型涟漪纹管内两相换热系数和摩擦压降的影响,并结合流型图对各实验变量的影响规律做出总结,为本领域的研究人员在研究其它类型的表面强化换热管时提供经验借鉴。
冯金禹[6]（2020）在《连续油管螺旋段气液两相流流动规律和摩阻压降特性研究》文中研究指明当流体在连续油管内部流动时会产生很大的摩阻损失,特别是在螺旋管段,流体由于受到离心力的作用会产生垂直于主流方向的二次流,影响流体的流动。在洗井、修井、欠平衡连续油管钻井等作业中,连续油管中的流体呈现气液两相流状态,两相流流经连续油管螺旋段会产生一系列复杂的流动,使得两相流在螺旋段摩阻压降难以确定,导致地面泵压、井口和井底压力以及其他相关水力参数计算困难,因此十分有必要对气液两相流在连续油管螺旋段内的流动进行研究。本文基于Flunet软件,应用欧拉模型,采用计算机数值模拟的方法分析和研究了气液两相流在连续油管螺旋段的流动规律和摩阻压降特性,将缠绕在滚筒上的多段重复的连续油管螺旋段,简化为单元螺旋段进行建模分析,在单元螺旋段内选取四个截面研究气液两相流在连续油管螺旋段内流动特性,通过对数值模拟得到的截面的云图、气液相截面含气率、截面速度等参数进行研究分析,得出连续油管螺旋段内的两相分布变化规律,截面速度变化规律以及二次流流动规律。通过对不同充气量、不同管径、不同曲率比以及不同入口速度情况下,连续油管螺旋段摩阻压降的计算分析,得出了不同情况下连续油管螺旋段气液两相流摩阻压降的变化规律。并且根据数值模拟所得实验数据结合经典公式方法和流体力学知识,回归出两相流在连续油管螺旋段的摩阻压降关联计算式,并且推广到多层情况下使用。研究结果表明,随着两相流在螺旋段内的流动,气液相分离比较明显,且气相主要聚集在管道内侧,液相聚集在管道外侧,随着两相流的流动,两相开始在离心力的作用下改变分布,并最终在二次流的作用下形成两个明显的对称涡流。流体在螺旋段内流动时内外侧的流速分布是不均匀的,靠近管内侧的液相速度最低,管外侧附近的液相速度最高。气相速度与液相速度沿着轴向呈现先下降后上升的规律且二次流强度随着流动而增大。在气液两相在连续油管螺旋段流动时,摩阻压降占总压降的主要部分,螺旋段内气液两相流的摩阻压降梯度与质量充气量呈抛物线的关系,当质量充气量较小时,连续油管螺旋段的摩阻压降随着质量充气量的增大而不断快速上升,当达到质量充气量达到0.8附近时,摩阻压降梯度随着质量含气率的增大而下降。不同质量充气量条件下的摩阻压降梯度随着管径的增大而呈现上升的趋势。螺旋段的摩阻压降梯度随着曲率比的增大而增大。二次流强度随着入口速度的增大而增大,使气液两相流的在螺旋段的摩阻压降梯度更加变大,不同的质量充气量下,摩阻压降梯度随着入口速度的增大而增大。同时,给出了螺旋段气液两相流动摩阻压降关联计算式,并推广到多层缠绕情况下使用。
霍小倩[7]（2019）在《气液螺旋环状流衰减机理研究》文中进行了进一步梳理气液两相流流动形态的瞬态性以及复杂多样性,致使两相流中相含率的准确测量难度增加,测量结果受流型的影响大。利用起旋器的分离作用对流型进行规则化的方法,在一定程度上克服复杂流型对测量结果的影响,为气液两相流相含率的准确测量奠定了基础。为提高测量的准确度,本文采用CFD仿真、理论和实验三种研究手段相结合的方法,对气液两相螺旋环状流的衰减特性进行了研究,提出了螺旋流压降预测模型和螺旋环状流衰减模型,为工程应用提供参考。本文选用叶轮式的起旋器作为螺旋环状流发生装置,以空气和水为介质,基于Fluent仿真软件对螺旋流环状流的仿真方法进行了研究。在起旋器下游,由于气液之间的密度差和离心力的作用,出现与环状流相分布类似的螺旋环状流。以数值模拟的结果为基础,分析了螺旋环状流的速度分布、压力分布、相分布、速度分布和压降等流动参数,使我们对螺旋流的衰减特性和流动机理有一定的认识。在螺旋流流动过程中,流体与管壁以及流体相间的相互摩擦使切向速度逐渐衰减,最终螺旋流形态消失转化为普通的气液两相直流。本文从理论出发,提出了kl和ktp两个参数,来分别表征单相（液相）和两相（气液）中螺旋流衰减对于压降的影响。从数学上推导出了kl的表达式,建立了单相螺旋流的压降预测模型,相对误差在±5%以内。本文基于量纲分析的方法对ktp进行了分析,推导出了ktp的表达式,通过实验数据对ktp的系数进行修正,最后得出了气液两相螺旋环状流的压降预测模型,其相对误差在±15%以内。为了研究螺旋环状流随着流动距离的衰减,本文设计了二维测速传感器。采用电解质注射法,通过捕捉电解质先后经过上下游电极的时间和位置,计算出液膜的轴向速度和切向速度。用测速传感器测量流动方向上4个位置的二维速度,分析轴向速度和切向速度的变化规律。基于螺旋环状流的动量方程,根据已建立的压降计算模型,建立了螺旋流衰减模型,90%的数据点绝对误差在±0.1以内。根据已建立的螺旋环状流衰减模型得出有效长度表达式,体积含液率的增加和气相表观流速的增加都有助于增加气液两相螺旋环状流的有效长度,为工程应用提供理论支持。
刘少林[8]（2019）在《绕管换热器管程气液两相螺旋流沸腾传热模拟与实验研究》文中研究说明绕管式换热器是一种紧凑型管壳式换热器,具有传热效率高、存在离心力场、产生二次流等特性,其传热基本单元为螺旋管。螺旋管在传热传质、气液分离等领域广泛使用。现阶段螺旋管内工质流动换热的研究重点在于二次流、气相或液相单相流动、空气—水气液两相流传热及压降分析,但对螺旋管内沸腾传热机理及气液两相分布分析较少。因此,本文以绕管换热器为研究对象,采用单管模型,对螺旋管内沸腾换热进行理论和数值模拟研究,对沸腾状况下汽泡特性进行实验研究,主要研究内容及结论如下:（1）针对绕管换热器螺旋管内纯液体沸腾换热过程,基于分相流动模型,特别考虑粘性力、重力及离心力对传热过程的影响,建立了螺旋管内沸腾传热工况下气液两相二维流动几何模型和数学模型,对模型进行了相关物理假设,进而对二维流动控制方程进行了简化,求解了分相流模型下气膜速度及换热系数表达式,为绕管换热器螺旋管内沸腾换热计算提供了理论支持。（2）采用Fluent软件数值模拟方法,结合自定义函数（UDF）对螺旋管内沸腾工况时气液两相流的流动及传热状况进行了分析,主要研究了气液相的分布规律。结果表明,气相集中于螺旋管的内侧（靠近于中轴线的一侧）及上侧壁面处,在螺旋管的最下端,液体与气体分层存在;随着管长的增加,气相体积分数逐渐增大,且趋于均匀。此外,还分析了螺旋管结构参数对气相体积分数、压降及传热特性的影响,以及热流密度对壁面温度分布的影响。（3）在相同工况下,对比分析了螺旋管与水平管内沸腾传热过程的特点,即螺旋管内沸腾传热过程中存在二次流,需要引入迪恩数De来表示传热效果,基于模拟结果并通过多元非线性回归的方法,得出了螺旋管内沸腾传热流动过程的关联式Nutp（28）0.35DeEq0.7Prl0.65Xtt0.14Pi-0.16（Bo?104）0.23,与修正的chen关联式进行了对比分析,二者的平均绝对误差?为4.5%。（4）用单管模型处理螺旋管换热器,针对螺旋管内沸腾相变工况,提出基于“换热面积”的温度分段传热计算方法,根据螺旋管内工质的相态变化,将螺旋管分成液相段、气液两相段和气相段三部分,给出了每段管侧、壳侧端点温度的求解公式。对气液两相段进一步细分,分段求解对流传热过程,最终求出总换热面积。（5）设计并搭建了螺旋管内工质沸腾换热实验台,对内径为4mm、螺旋外径为20mm、螺距7mm的石英螺旋管内乙醇工质（C2H6O）沸腾时,汽泡运动特性进行了可视化研究,对传热流动特性进行分析,并与相同参数的螺旋管内工质沸腾模拟结果进行了对比,结果显示:传热系数的模拟值与实验值之间的相对误差为1619%,进出口压力降模拟值与实验数据之间相差9%15%。二者吻合较好,证明了模拟方法的准确性。
高晨曦[9]（2018）在《外波纹管管外降膜流动过程实验研究与数值模拟》文中指出水平管降膜蒸发器因其传热系数高、传热温差低等优点广泛应用于海水淡化、食品加工、石油冶炼和化学工程等领域。水平管降膜流动过程中管外液膜厚度大小及液膜速度分布直接影响过程的传热系数,本文对冷态条件时光滑管和外波纹管管外液膜分布特性进行了研究。采用实验与数值模拟相结合的方法,首先实验研究了液膜厚度随液体喷淋密度、管间距的变化趋势以及降膜管管外液膜速度分布特性。实验结果表明:随着雷诺数的增加管间流动形态依次呈现出滴状流、滴柱状流、柱状流、柱片状流及片状流五种状态。外波纹管管间流动形态从滴状流到滴柱状流的转变在更小的雷诺数下发生。光滑管外液膜厚度由上至下沿周向呈先减小、后增加的趋势,在90-120°之间液膜最薄;外波纹管去除波纹间凹槽内的液体后,波纹外的液膜厚度数值及其周向分布规律与相同直径的光滑管相似。其次将实验值与模拟结果进行对比,验证了数学模型的准确性。最后模拟研究接触角、管径、波纹大小不同对降膜管管外液膜厚度分布特性的影响,结果表明,随着接触角的增大,外波纹管管外的液膜可以完全覆盖整个管壁,避免“干壁”现象的出现;外波纹管管外周向平均液膜厚度随着液体喷淋密度的增加、管间距及管径的减小而增大;液膜沿周向分布的均匀程度及流动速度大小均与液膜厚度有关,波纹外液膜沿周向分布的不均匀性随着液膜厚度的增加而增加,气液界面处的液体速度沿管子周向分布规律与液膜厚度分布规律相反;相邻两波峰间凹槽内的液体存在局部循环流动。随着波纹直径的增大,外波纹管管外液膜分布呈锯齿状且波动情况逐渐增大,波纹半径越大,波谷处循环流动现象越明显。
李兆谞[10]（2018）在《螺旋管内气液两相流流型及转换机理研究》文中指出流型是气液两相流研究的基础。相对于直管,螺旋管内气液两相流流型研究仍不够充分。在离心力的作用下,螺旋管内的两相流动变得更为复杂,流型及其转换规律也具有特殊性。本文针对立式螺旋管开展了气液两相流流型及转换机理的实验和理论研究。首先,建立了螺旋管气液两相流实验系统。实验以空气和水为介质,实验段采用3组内径为0.016 m,倾斜角度为3.66°,螺旋直径分别为0.2、0.4和0.8 m的螺旋管。采用电导探针作为主要测量手段,把气泡弦长、液弹长度和含气率作为流型划分依据,排除了流型划分的主观性,同时利用高速摄影详细记录了流型转换过程中相界面的变化规律。实验表明,螺旋管气液两相流流型可分为泡状流、塞状流、弹状流、波状流、环状流与类环状流共6种类型。在离心力作用下,各流型的流动特性与直管存在明显差别,如泡状流气泡极为密集地分布在螺旋管内侧以及上部;环状流液膜分布极不均匀,存在液膜反转的现象。之后,为实现客观、快速的流型划分,本文提出了基于气泡弦长、液弹长度和含气率的量化流型划分依据,利用电导探针确定流型边界,得到覆盖流量范围较大的流型图。与倾斜直管相比,螺旋管流型图上泡状流分布区域减小,波状流区域增加,并且随着螺旋直径的减小,泡状流向塞状流的转换加速,泡状流区域不断减小,而弹状流向类环状流转换所需要的气体流量稍有降低。最后对泡状流-塞状流、弹状流-波状流、弹状流-类环状流、类环状流-环状流、波状流-环状流共5条流型转换边界进行了理论分析,建立了流型转换的物理模型,并基于实验数据提出了半经验性的预测公式,形成了覆盖螺旋管、水平直管和倾斜直管的流型转换理论模型。经比较,该模型预测结果与实验结果符合良好。最后基于该模型讨论了几何参数（螺旋直径、管径以及倾斜角度）与物性参数（气相、液相密度以及表观张力系数）对流型分布的影响。螺旋管内气液两相流流型研究为后续热工水力的研究建立理论基础,也为相关设备的设计、运行提供依据。
二、THE FRICTIONAL RESISTANCE CHARACTERISTICS OF GAS LIQUID TWO PHASE FLOW IN HELICAL COILED TUBES（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、THE FRICTIONAL RESISTANCE CHARACTERISTICS OF GAS LIQUID TWO PHASE FLOW IN HELICAL COILED TUBES（论文提纲范文）
（1）液化天然气在螺旋套管换热器中的沸腾流动传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义和背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 液化天然气汽车及冷能回收技术研究现状 |
| 1.2.2 螺旋套管换热器的研究现状 |
| 1.2.3 沸腾流动传热的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 螺旋套管换热器数值计算模型的建立 |
| 2.1 数值计算简介 |
| 2.2 螺旋套管换热器几何模型 |
| 2.3 网格划分及独立性验证 |
| 2.4 螺旋套管换热器数值计算控制方程 |
| 2.4.1 单相流动控制方程 |
| 2.4.2 多相流动控制方程 |
| 2.5 沸腾计算模型 |
| 2.6 计算边界条件及冷媒的选择 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 数据处理及计算模型验证 |
| 3.1 数据处理 |
| 3.2 计算模型验证 |
| 3.3 数值计算结果与实验结果的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 螺旋管内气液两相流沸腾传热数值模拟研究 |
| 4.1 Re数对流动及传热性能的影响 |
| 4.2 螺旋管节距对流动及传热性能的影响 |
| 4.3 螺旋管螺旋直径对流动及传热性能的影响 |
| 4.4 螺旋管管径对流动及传热性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 螺旋套管内液化天然气两相沸腾传热计算关系式比较 |
| 5.1 管内沸腾流动传热机制 |
| 5.1.1 直管沸腾流动的计算公式 |
| 5.1.2 螺旋管内沸腾传热计算公式 |
| 5.2 液化天然气沸腾传热的数值计算结果与现有计算公式的比较 |
| 5.2.1 数值计算结果与Wongwises计算经验公式的比较 |
| 5.2.2 数值计算结果与Cui计算经验公式的比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 物理量及术语附录 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
（2）水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热概念和发展 |
| 1.2 流动沸腾研究进展 |
| 1.2.1 常规尺度强化方式 |
| 1.2.2 微小翅片或沟槽 |
| 1.2.3 微螺柱或方形微肋 |
| 1.2.4 其他微尺度方法 |
| 1.2.5 复合多尺度方法 |
| 1.3 对流冷凝研究进展 |
| 1.3.1 对流冷凝流动实验研究 |
| 1.3.2 对流冷凝流动数值模拟 |
| 1.4 现存研究中的不足 |
| 1.5 研究目标、整体思路以及工作内容 |
| 2 实验系统及测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验测试装置 |
| 2.2.1 水平管内相变流动换热测试系统 |
| 2.2.2 测试段结构 |
| 2.2.3 传感器及测量仪表 |
| 2.2.4 测试工质 |
| 2.2.5 测试表面结构 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 换热数据计算 |
| 2.3.2 威尔逊图解法 |
| 2.3.3 壁温测量法 |
| 2.3.4 压降数据计算 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 结果可靠性验证 |
| 2.5.1 系统热平衡校核 |
| 2.5.2 单相换热验证 |
| 2.5.3 单相摩擦压降验证 |
| 2.5.4 重复性实验验证 |
| 2.5.5 实验结果与关联式对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 复合强化管内冷凝热力特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强化管内冷凝平均换热-阻力特性 |
| 3.2.1 测试工况 |
| 3.2.2 管内冷凝换热性能 |
| 3.2.3 管内冷凝阻力特性 |
| 3.2.4 管内冷凝综合性能 |
| 3.3 强化管内冷凝换热-阻力特性 |
| 3.3.1 测试工况 |
| 3.3.2 管内流型分析 |
| 3.3.3 光滑管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.4 复合强化管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.5 复合强化管内低流速冷凝阻力特性 |
| 3.3.6 综合性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合强化管内流动沸腾热力特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强化管内流动沸腾平均换热-阻力特性 |
| 4.2.1 测试工况 |
| 4.2.2 管内蒸发换热特性 |
| 4.2.3 管内蒸发阻力特性 |
| 4.2.4 流动沸腾综合性能评价 |
| 4.3 强化管内流动沸腾换热-阻力特性 |
| 4.3.1 测试工况 |
| 4.3.2 光管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.3 强化管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.4 强化管内流动沸腾换热预测模型 |
| 4.3.5 流动沸腾阻力特性研究 |
| 4.3.6 综合性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 小管径微翅片管冷凝换热数值研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.2.1 VOF方法介绍 |
| 5.2.2 湍流模型 |
| 5.2.3 相变传质模型 |
| 5.2.4 几何模型及边界条件 |
| 5.2.5 离散方法及网格独立性验证 |
| 5.2.6 计算结果验证及流型分析 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 齿形和流动参数作用 |
| 5.3.2 不同工质换热特性对比 |
| 5.3.3 与换热关联式对比 |
| 5.3.4 气液相界面分布形状 |
| 5.3.5 两相速度及湍流粘度分布 |
| 5.3.6 界面传质速率及局部换热系数分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 小管径微翅片管流动沸腾热力特性预测 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 换热关联式评价及迭代 |
| 6.2.1 换热数据集介绍 |
| 6.2.2 现存换热预测模型评价 |
| 6.2.3 新的换热预测模型 |
| 6.2.4 新模型评价 |
| 6.3 摩擦压降模型评价及迭代优化 |
| 6.3.1 摩擦压降数据集介绍 |
| 6.3.2 现存摩擦压降关联式评价 |
| 6.3.3 新的摩擦压降关联式 |
| 6.4 实验数据验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（3）煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 碎软煤层钻进技术研究现状 |
| 1.3 泡沬钻进研究现状 |
| 1.3.1 泡沬钻进技术国外研究现状 |
| 1.3.2 泡沫钻进技术国外研究现状 |
| 1.4 研究思路与研究内容 |
| 2 煤矿井下碎软煤层泡沫钻进理论 |
| 2.1 泡沫流体的基本性能 |
| 2.1.1 泡沫质量 |
| 2.1.2 泡沫的密度 |
| 2.1.3 泡沫对的煤粉的悬浮性能 |
| 2.1.4 泡沫的流变模型 |
| 2.2 碎软煤层泡沫钻进流体流动研究 |
| 2.2.1 泡沫流体在钻杆内的流动 |
| 2.2.2 泡沫流体在钻头处的流动 |
| 2.2.3 泡沫流体在环空间隙的流动 |
| 2.3 环空间隙煤粉运动状态研究 |
| 2.3.1 煤粉单颗粒受力分析 |
| 2.3.2 煤粉颗粒群受力分析 |
| 2.3.3 泡沫钻进携粉规律研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碎软煤层泡沫钻进矮翼螺旋钻杆 |
| 3.1 矮翼螺旋钻杆工作原理 |
| 3.2 螺旋钻杆扰动下煤粉颗粒受力分析 |
| 3.3 螺旋钻杆扰动下煤粉运动分析 |
| 3.4 搅粉及辅助排粉能力分析 |
| 3.4.1 实现排粉功能的条件 |
| 3.4.2 螺旋槽排粉能力分析 |
| 3.4.3 影响螺旋槽排粉能力的主要参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 泡沫钻进排粉模拟研究 |
| 4.1 矮翼螺旋钻杆排粉影响因素模拟研究 |
| 4.1.1 煤层泡沫钻进环空的物理模型 |
| 4.1.2 钻杆结构参数对排粉能力的耦合分析 |
| 4.1.3 模拟结果分析 |
| 4.2 泡沫钻进环空流场模拟研究 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 泡沫钻进排粉的数学模型及数值计算方法 |
| 4.2.3 数值模拟结果及分析 |
| 4.3 碎软煤层泡沫钻进排粉模拟研究 |
| 4.3.1 离散相模型 |
| 4.3.2 外平钻杆环空中颗粒的运动 |
| 4.3.3 螺旋钻杆环空中颗粒的运动 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 碎软煤层泡沫钻进防塌乳液研究 |
| 5.1 泡沫冲洗液体系研究 |
| 5.1.1 泡沫剂评价实验方法 |
| 5.1.2 泡沫冲洗液性能参数 |
| 5.1.3 发泡剂优选 |
| 5.2 防塌乳液泡沫研制 |
| 5.2.1 防塌乳液泡沫配方 |
| 5.2.2 防塌乳液泡沫冲优化研究 |
| 5.3 防塌乳液泡沫冲洗液性能评价 |
| 5.3.1 流变性能 |
| 5.3.2 渗透性能 |
| 5.3.3 抗污染性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 碎软煤层泡沫钻进工艺研究 |
| 6.1 泡沫钻进注入体积流量预测 |
| 6.2 泡沫钻进的压力损失 |
| 6.2.1 泡沫钻进环空压力损失 |
| 6.2.2 通过钻头压力损失 |
| 6.2.3 通过钻杆内通孔压力损失 |
| 6.2.4 消泡装置局部压损 |
| 6.3 碎软煤层钻孔防塌乳液泡沫工艺参数 |
| 6.4 泡沫钻进钻压与转速 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 碎软煤层泡沫钻进装备及试验 |
| 7.1 煤矿井下碎软煤层泡沫钻进装备 |
| 7.1.1 防塌泡沫乳液注入系统设计 |
| 7.1.2 钻进消泡系统设计 |
| 7.1.3 钻进用其他装备配套 |
| 7.2 发泡和消泡实验 |
| 7.2.1 地面发泡试验 |
| 7.2.2 消泡系统消泡试验 |
| 7.3 防塌乳液泡沫防塌孔试验 |
| 7.3.1 无侧限线膨胀测试 |
| 7.3.2 滚动回收率测试 |
| 7.3.3 碎软煤层瓦斯抽采钻孔失稳机理 |
| 7.3.4 防塌乳液泡沫冲洗液作用机理 |
| 7.4 工业性试验 |
| 7.4.1 试验点概况 |
| 7.4.2 试验现场布置及钻孔设计 |
| 7.4.3 试验结果分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（4）水平气井内螺旋工具中气液两相流动规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 气井临界携液流速研究现状 |
| 1.2.1 液滴模型理论 |
| 1.2.2 液膜模型理论 |
| 1.3 涡流排水采气技术研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究目的、意义及内容 |
| 第二章 考虑液膜剪切及液滴夹带机制的气井临界携液流速模型 |
| 2.1 考虑液膜剪切及液滴夹带机制的气井临界携液流速计算模型 |
| 2.1.1 剪切扰动波高度 |
| 2.1.2 持液率 |
| 2.1.3 剪切应力 |
| 2.1.4 相间曳力 |
| 2.1.5 压力 |
| 2.1.6 临界携液流速模型 |
| 2.2 临界携液流速影响因素研究 |
| 2.2.1 产液量的影响 |
| 2.2.2 液相组分的影响 |
| 2.2.3 管径的影响 |
| 2.2.4 压力梯度的影响 |
| 2.2.5 温度的影响 |
| 2.3 临界携液流速模型对比与验证 |
| 2.3.1 经典临界携液流速模型 |
| 2.3.2 临界携液流速模型的对比和验证 |
| 第三章 内螺旋工具排液机理及影响因素研究 |
| 3.1 内螺旋工具排液机理 |
| 3.1.1 模型建立 |
| 3.1.2 数值模拟方法及边界条件 |
| 3.1.3 数值模拟结果 |
| 3.1.4 内螺旋工具排液机理 |
| 3.2 结构参数影响研究 |
| 3.2.1 流道尺寸的影响 |
| 3.2.2 旋流角的影响 |
| 3.2.3 旋线高度的影响 |
| 3.2.4 旋线宽度的影响 |
| 3.2.5 导程的影响 |
| 3.2.6 优化工具结构参数 |
| 第四章 内螺旋工具后的两相旋流衰减规律研究 |
| 4.1 切向速度衰减 |
| 4.1.1 切向速度衰减理论模型 |
| 4.1.2 切向速度衰减规律 |
| 4.2 当地阻力系数衰减 |
| 4.2.1 当地阻力系数衰减理论模型 |
| 4.2.2 当地阻力系数衰减规律 |
| 4.3 旋流数衰减 |
| 4.3.1 旋流数衰减理论模型 |
| 4.3.2 旋流数衰减规律 |
| 第五章 内螺旋工具排液效果研究 |
| 5.1 内螺旋工具排液效果数值模拟 |
| 5.1.1 .水平井排液装置模型 |
| 5.1.2 .数值模拟求解设置及边界条件 |
| 5.1.3 模拟结果及分析 |
| 5.2 内螺旋工具排液效果评价试验 |
| 5.2.1 实验材料及装置 |
| 5.2.2 实验步骤 |
| 5.2.3 实验结果 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（5）水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热技术的发展 |
| 1.2 表面强化换热管的研究进展 |
| 1.2.1 二维表面强化换热管 |
| 1.2.2 三维表面强化换热管 |
| 1.3 管内流动可视化研究进展 |
| 1.4 当前研究领域的不足 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换热测试系统及装置 |
| 2.2.1 水平管内两相流动换热测试系统 |
| 2.2.2 实验测试仪器 |
| 2.2.3 实验换热工质 |
| 2.2.4 新型涟漪纹表面 |
| 2.2.5 表面轮廓测绘技术 |
| 2.3 流动可视化装置及后处理 |
| 2.3.1 管内流型采集装置 |
| 2.3.2 管内流型观测方法 |
| 2.3.3 管内流型图像的后处理 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 威尔逊图解法 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 实验台热平衡测试 |
| 2.7 实验台可靠性验证 |
| 2.7.1 单相换热系数验证 |
| 2.7.2 单相摩擦压降验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 涟漪纹管内对流冷凝换热机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水平管内截面含气率评估 |
| 3.3 水平管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.1 光滑管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.2 涟漪纹管内对流冷凝流型分析 |
| 3.4 涟漪纹管的对流冷凝换热性能 |
| 3.5 涟漪纹管的对流冷凝换热模型 |
| 3.5.1 光滑管冷凝换热模型的评估 |
| 3.5.2 涟漪纹管冷凝换热流型的转变公式 |
| 3.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 涟漪纹管内流动沸腾换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平管内截面含气率评估 |
| 4.3 水平管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.1 光滑管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.2 涟漪纹管内流动沸腾流型分析 |
| 4.4 涟漪纹管的流动沸腾换热性能 |
| 4.5 涟漪纹管的流动沸腾换热模型 |
| 4.5.1 光滑管沸腾换热模型的评估 |
| 4.5.2 涟漪纹管沸腾换热流型的转变公式 |
| 4.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涟漪纹管的单管换热性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换热工质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.3 管径对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.4 饱和温度对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.5 管壁材质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.6 涟漪状突起的大小对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.7 涟漪状突起的方向对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）连续油管螺旋段气液两相流流动规律和摩阻压降特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 连续油管内流体流动特性国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 螺旋管内两相流流动特性研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 螺旋段两相流流动理论研究 |
| 2.1 气液两相流的流型 |
| 2.2 两相流基本参数 |
| 2.2.1 流量 |
| 2.2.2 流速 |
| 2.2.3 体积含气量和体积含液率 |
| 2.2.4 干度 |
| 2.3 螺旋段内压降组成及计算方法 |
| 2.3.1 加速压降的计算方法 |
| 2.3.2 重位压降的计算方法 |
| 2.4 摩阻压降计算方法 |
| 2.4.1 均相流模型压降计算法 |
| 2.4.2 分相流模型压降计算法 |
| 2.4.3 其他摩阻压降实验关联式 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 螺旋段两相流数值计算方法 |
| 3.1 数值计算方法概述 |
| 3.2 多相流模型及优选 |
| 3.2.1 VOF模型 |
| 3.2.2 混合模型 |
| 3.2.3 欧拉模型 |
| 3.2.4 多相流模型优选和控制方程 |
| 3.3 湍流模型及优选 |
| 3.3.1 标准k-ε模型 |
| 3.3.2 RNGk-ε模型 |
| 3.3.3 Realizable k-ε模型 |
| 3.3.4 湍流模型优选 |
| 3.4 近壁面处理方法 |
| 3.5 求解方法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 螺旋段两相流流动数值模拟研究 |
| 4.1 建立物理模型 |
| 4.1.1 几何模型的建立 |
| 4.1.2 螺旋段几何参数 |
| 4.2 网格划分 |
| 4.3 网格无关性检验 |
| 4.4 模型有效性验证 |
| 4.5 截面的选取 |
| 4.6 截面气液两相的分布规律 |
| 4.7 截面速度变化规律 |
| 4.7.1 截面速度分布规律 |
| 4.7.2 轴向变化规律 |
| 4.7.3 二次流现象及径向速度变化规律 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 螺旋段气液两相流摩阻压降特性研究 |
| 5.1 模型的几何尺寸 |
| 5.2 数值模拟的初始条件 |
| 5.3 两相流在螺旋段流动压降组成分析 |
| 5.4 影响连续油管螺旋段两相流压降的因素 |
| 5.5 充气量对连续油管螺旋段气液两相流摩阻压降的影响 |
| 5.6 管径对连续油管螺旋段气液两相流摩阻压降的影响 |
| 5.7 曲率比对连续油管螺旋段气液两相流摩阻压降的影响 |
| 5.8 入口速度对连续油管螺旋段气液两相流摩阻压降的影响 |
| 5.9 气液两相流在连续油管螺旋段流动摩阻压降关联式推导及推广 |
| 5.9.1 流动摩阻压降关联式推导 |
| 5.9.2 关联式在多层缠绕情况的推广 |
| 5.10 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（7）气液螺旋环状流衰减机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 气液两相螺旋流概述 |
| 1.1.1 气液两相流的流型 |
| 1.1.2 气液两相螺旋流流型 |
| 1.1.3 气液两相螺旋流的特征参数 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 1.4 课题的主要创新点 |
| 第2章 基于CFD的气液两相螺旋流数值模拟 |
| 2.1 Fluent软件介绍 |
| 2.1.1 Fluent软件在流体计算中的应用 |
| 2.1.2 Fluent软件多相流模型 |
| 2.2 气液两相螺旋流仿真方法研究 |
| 2.2.1 建立控制方程 |
| 2.2.2 几何模型建立以及网格划分 |
| 2.2.3 多相流模型及湍流模型选取 |
| 2.2.4 边界条件及求解器参数设置 |
| 2.2.5 输出结果 |
| 2.2.6 仿真验证 |
| 2.3 气液两相螺旋环状流流流动特性 |
| 2.3.1 压力梯度分布特性 |
| 2.3.2 速度分布特性 |
| 2.3.3 不同工况下的气液两相螺旋流速度变化规律 |
| 2.3.4 气液两相螺旋环状流压降特性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 螺旋流压降预测模型研究 |
| 3.1 单相螺旋流压降研究 |
| 3.1.1 单相螺旋流压降计算研究历史及现状 |
| 3.1.2 实验平台搭建 |
| 3.1.3 实验方案设计 |
| 3.1.4 实验结果分析 |
| 3.2 单相螺旋流压降预测模型建模 |
| 3.3 气液两相螺旋环状流压降研究 |
| 3.3.1 气液两相螺旋流压降计算研究现状 |
| 3.3.2 实验平台搭建 |
| 3.3.3 实验方案设计 |
| 3.3.4 实验结果分析 |
| 3.4 气液两相螺旋流压降预测模型建模 |
| 3.4.1 基于量纲分析法的k_(tp)模型 |
| 3.4.2 基于Chisholm修正模型的气液两相直流压降预测方法 |
| 3.4.3 基于量纲分析法的气液两相螺旋环状流压降预测方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 测速传感器设计及信号处理方法 |
| 4.1 测速传感器设计 |
| 4.1.1 测速传感器工作原理 |
| 4.1.2 测量系统电路设计 |
| 4.2 信号分析与处理 |
| 4.2.1 实验数据信号分析 |
| 4.2.2 信号处理方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 气液两相螺旋环状流衰减规律研究 |
| 5.1 测速实验设计 |
| 5.1.1 实验平台搭建 |
| 5.1.2 实验方案设计 |
| 5.1.3 测速传感器测量结果分析 |
| 5.2 气液螺旋环状流衰减模型建模 |
| 5.2.1 理论分析 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.2.3 螺旋流有效长度计算 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与建议 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 附录 符号表 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）绕管换热器管程气液两相螺旋流沸腾传热模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 螺旋管内沸腾换热研究进展 |
| 1.2.1 国内外螺旋管内工质沸腾换热实验研究现状 |
| 1.2.2 国内外螺旋管内工质沸腾换热模拟研究现状 |
| 1.2.3 螺旋管内沸腾换热机理研究现状 |
| 1.3 螺旋管内流体沸腾摩擦压力降及传热关系式研究进展 |
| 1.3.1 螺旋管内流体沸腾摩擦压力降研究进展 |
| 1.3.2 螺旋管内流体沸腾传热关系式研究进展 |
| 1.4 螺旋管内二次流强化传热研究进展 |
| 1.5 螺旋管内气液两相流型研究进展 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 2 绕管换热器螺旋管内核态沸腾换热理论分析 |
| 2.1 螺旋管内气液两相流模型 |
| 2.1.1 分相流动模型及守恒方程 |
| 2.1.2 均相流动模型及守恒方程 |
| 2.1.3 漂移流模型及两流体模型 |
| 2.2 基于分相流模型的气膜速度分布及表面传热系数推导 |
| 2.2.1 物理模型建立 |
| 2.2.2 数学模型建立及基本控制方程推导 |
| 2.2.3 控制方程简化及气膜的速度求解 |
| 2.2.4 汽膜厚度δ及表面传热系数h的求解 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 绕管式换热器螺旋管内数值模拟的模型建立 |
| 3.1 数值模型建立 |
| 3.1.1 物理模型 |
| 3.1.2 几何模型 |
| 3.1.3 数学模型 |
| 3.2 模型设置及网格无关性验证 |
| 3.2.1 边界条件设置 |
| 3.2.2 求解过程设置 |
| 3.2.3 网格独立性验证 |
| 3.3 数值计算模型验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 螺旋管内气液两相流沸腾换热数值模拟研究 |
| 4.1 螺旋管内气相体积分数分布 |
| 4.1.1 不同管径下管内气相分布云图及传热系数和压降计算 |
| 4.1.2 不同螺距下管内气相分布云图及传热系数和压降计算 |
| 4.1.3 不同螺旋半径下管内气相分布云图及传热系数和压降计算 |
| 4.2 螺旋管内速度场分布 |
| 4.2.1 不同管径下速度场分布 |
| 4.2.2 不同螺距下速度场分布 |
| 4.2.3 不同螺旋半径下速度场分布 |
| 4.3 螺旋管结构参数对换热系数及压降的影响 |
| 4.3.1 对流换热系数及单位管长压降随结构参数的变化 |
| 4.3.2 壁面温度分布随截面圆周角的变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 螺旋管气液两相沸腾传热关系式及工艺计算方法 |
| 5.1 螺旋管流动沸腾换热机理及关联式 |
| 5.1.1 水平圆管内沸腾传热流动过程及关联式 |
| 5.1.2 螺旋管内沸腾传热流动过程及关联式 |
| 5.2 螺旋管内沸腾传热流动关联式回归方程及对比 |
| 5.2.1 基于数值模拟结果的沸腾传热流动关联式 |
| 5.2.2 两种沸腾传热流动关联式对比 |
| 5.3 绕管换热器工艺计算方法 |
| 5.3.1 基于“换热面积”的绕管式换热器温度分段计算 |
| 5.3.2 螺旋管内压降及传热系数计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 螺旋管内工质沸腾传热特性实验研究 |
| 6.1 实验原理及装置 |
| 6.1.1 实验原理 |
| 6.1.2 实验装置 |
| 6.2 螺旋管内沸腾汽泡运动特性可视化分析 |
| 6.2.1 实验流程 |
| 6.2.2 汽泡沸腾特性可视化分析 |
| 6.3 螺旋管内沸腾传热特性及数值模拟验证 |
| 6.3.1 实验步骤 |
| 6.3.2 实验数据处理及结果分析 |
| 6.3.3 螺旋管内沸腾传热特性数值模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（9）外波纹管管外降膜流动过程实验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 水平管外降膜流动研究进展 |
| 1.3 波纹管研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 外波纹管管外降膜流动实验研究 |
| 2.1 实验系统设计 |
| 2.1.1 实验装置及测量原理 |
| 2.1.2 实验测试内容及步骤 |
| 2.2 实验结果与讨论 |
| 2.2.1 冷态实验相关参数定义及流型辨识准则 |
| 2.2.2 水平管间流动形态研究 |
| 2.2.3 喷淋密度对液膜厚度分布的影响 |
| 2.2.4 管间距对液膜厚度分布的影响 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 外波纹管管外降膜流动数值模拟 |
| 3.1 数学模型 |
| 3.2 物理模型 |
| 3.2.1 气液两相流控制方程 |
| 3.2.2 计算模型的选择 |
| 3.2.3 数值求解方法 |
| 3.2.4 工质物性设置 |
| 3.2.5 网格模型及边界条件设置 |
| 3.3 模型验证 |
| 3.4 模拟结果与讨论 |
| 3.4.1 降膜流动随时间的变化过程 |
| 3.4.2 接触角变化对液膜分布的影响 |
| 3.4.3 管间距变化对液膜分布的影响 |
| 3.4.4 管径变化对液膜分布的影响 |
| 3.4.5 波纹大小对液膜分布的影响 |
| 3.4.6 外波纹管外液膜速度分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 结论与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所取得相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）螺旋管内气液两相流流型及转换机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 流型研究综述 |
| 1.2.2 流型测量与识别方法 |
| 1.2.3 螺旋管流型研究现状与问题 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.3.1 论文主要研究内容 |
| 1.3.2 论文研究方法与思路 |
| 第2章 螺旋管气液两相流流型实验系统 |
| 2.1 螺旋管气液两相流实验回路 |
| 2.1.1 实验回路 |
| 2.1.2 螺旋管 |
| 2.2 螺旋管气液两相流采集系统 |
| 2.2.1 两探头电导探针 |
| 2.2.2 采集电路 |
| 2.2.3 电导探针信号分析原理 |
| 2.2.4 数据采集程序平台 |
| 2.2.5 探针定位 |
| 2.2.6 信号处理程序 |
| 2.3 实验回路及采集系统验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 螺旋管内气液两相流流型分布及特征 |
| 3.1 螺旋管内气液两相流流型种类 |
| 3.2 螺旋管内气液两相流流型特征 |
| 3.2.1 泡状流 |
| 3.2.2 塞状流 |
| 3.2.3 弹状流 |
| 3.2.4 波状流 |
| 3.2.5 环状流 |
| 3.2.6 类环状流 |
| 3.3 流型划分依据 |
| 3.3.1 泡状流与塞状流划分 |
| 3.3.2 塞状流与弹状流划分 |
| 3.3.3 弹状流与波状流划分 |
| 3.3.4 环状流与类环状流划分 |
| 3.3.5 弹状流与类环状流,波状流与环状流划分 |
| 3.4 螺旋管气液两相流流型图 |
| 3.4.1 流型图特征 |
| 3.4.2 与水平管、倾斜管流型图对比 |
| 3.4.3 螺旋直径影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 螺旋管内气液两相流流型转换机理与计算模型 |
| 4.1 泡状流与塞状流流型转换 |
| 4.1.1 过渡机理分析 |
| 4.1.2 泡状流与塞状流流型边界理论模型 |
| 4.1.3 参数影响 |
| 4.2 弹状流与波状流流型转换 |
| 4.2.1 过渡机理分析 |
| 4.2.2 弹状流与波状流流型边界理论模型 |
| 4.2.3 参数影响 |
| 4.3 弹状流与类环状流流型转换 |
| 4.3.1 过渡机理分析 |
| 4.3.2 弹状流与类环状流流型边界理论模型 |
| 4.3.3 参数影响 |
| 4.4 波状流与环状流流型转换 |
| 4.4.1 过渡机理分析 |
| 4.4.2 波状流与环状流流型边界理论模型 |
| 4.4.3 参数影响 |
| 4.5 环状流与类环状流流型转换 |
| 4.5.1 过渡机理分析 |
| 4.5.2 环状流与类环状流流型边界理论模型 |
| 4.5.3 参数影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 中英文符号对照表 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
四、THE FRICTIONAL RESISTANCE CHARACTERISTICS OF GAS LIQUID TWO PHASE FLOW IN HELICAL COILED TUBES（论文参考文献）
- [1]液化天然气在螺旋套管换热器中的沸腾流动传热特性研究[D]. 郑智群. 山东建筑大学, 2021
- [2]水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究[D]. 唐苇羽. 浙江大学, 2021(01)
- [3]煤矿井下碎软煤层泡沫钻进关键技术研究[D]. 冀前辉. 煤炭科学研究总院, 2020(03)
- [4]水平气井内螺旋工具中气液两相流动规律研究[D]. 李晓慧. 东北石油大学, 2020(03)
- [5]水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究[D]. 孙志传. 浙江大学, 2020(07)
- [6]连续油管螺旋段气液两相流流动规律和摩阻压降特性研究[D]. 冯金禹. 东北石油大学, 2020(03)
- [7]气液螺旋环状流衰减机理研究[D]. 霍小倩. 天津大学, 2019
- [8]绕管换热器管程气液两相螺旋流沸腾传热模拟与实验研究[D]. 刘少林. 郑州大学, 2019(07)
- [9]外波纹管管外降膜流动过程实验研究与数值模拟[D]. 高晨曦. 河北工业大学, 2018(07)
- [10]螺旋管内气液两相流流型及转换机理研究[D]. 李兆谞. 清华大学, 2018(04)