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液—液两相水平管流的层流流动规律研究

贺成才  
【摘要】:本文在大量调研了国内外关于液—液两相水平管流层流的文献后,发现大都集中于对两相管流的宏观水力学参数研究方面,尤其是对两相具有明确界面的几种流型的刻画,缺乏流体力学方面的微观刻画,这与液—液两相水平管流的大规模工程应用是不相适应的。 从流体力学的N—S方程出发,通过巧妙的力学和数学分析,建立了两相管流中具有明确界面的界面耦合条件的数学描述,然后利用先进的数值计算技术和快速的计算机模拟技术,对所得到的描述这几种流型的流动规律的方程组进行数值求解,得到了这几种流型的流动规律,具有一定的工程应用价值,尤其对管道输送的减阻节能具有一定的应用价值。 本文揭示了流量与流体性质、分层高度之间的精确关系,得到了最佳的流量和分层高度的对应关系,为高效的管道输送技术提供了科学的设计依据。 本文揭示了环状流中核心流体偏心时,核心流体的流量与流体性质、偏心距的关系,对输送高粘流体的工程设计具有重要意义。 本文揭示了塞状流中核心流体偏心时,核心流体的流量与流体性质、偏心距的关系,对输送高粘流体和工业包囊输送的工程设计具有重要意义。 对非牛顿流体中幂律流体和宾汉流体的成功数值计算,尤其是对具有流核的宾汉流体的较成功数值计算,为石油、化工、环境工程、选矿和对流传热学等方面的应用提供了方便和参考。 通过对不规则流动区域的巧妙变换化为规则区域和对描述流动方程的数学变换化未知量为隐含量的计算技术,对其它领域的流体力学应用具有一定的参考价值。


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