【摘 要】
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控压钻井技术不断推广应用,对钻井水力参数计算精度有了高要求.罗伯逊-斯蒂夫(罗-斯)流变模型能够很好地描述钻井液流变性,本研究基于幂律广义流性指数水力计算方法建立了该模型的水力计算新方法.根据Rabinowitsch-Mooney方程得到了其管流流量表达式,基于槽流模型给出了其同心环空流量计算式.并与传统方法进行了对比分析,证明新方法所得流量式较传统方法精度高.经理论推导定义了该模型的管流广义流性
【机 构】
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中国石化石油工程技术研究院北京,100101 中国石化石油勘探开发研究院北京,100083
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控压钻井技术不断推广应用,对钻井水力参数计算精度有了高要求.罗伯逊-斯蒂夫(罗-斯)流变模型能够很好地描述钻井液流变性,本研究基于幂律广义流性指数水力计算方法建立了该模型的水力计算新方法.根据Rabinowitsch-Mooney方程得到了其管流流量表达式,基于槽流模型给出了其同心环空流量计算式.并与传统方法进行了对比分析,证明新方法所得流量式较传统方法精度高.经理论推导定义了该模型的管流广义流性指数,同时将其扩展用到环空,定义了适用于该模型的环空广义流性指数及有效管径.通过广义有效管径将罗-斯管流、环空流与牛顿管流相关联.通过理论推导得到了广义雷诺数的表达式,且不以流性指数是常数为前提,进而建立了统一水力参数计算模型.与室内试验数据对比分析表明,该方法计算所得水力参数与实测数据吻合很好.该方法的提出为罗-斯流变模型的广泛应用打下了理论基础.
其他文献
采用粒子图像测速仪(PIV)对无蜗壳五叶片离心泵内旋转流道的流动进行了测试.测试截面为叶轮前后盖板中间截面,叶轮转速为1400r/min,测试流量为0～1.2Qd的7个流量.通过对叶轮流道平均流场的速度、流线分布进行分析,发现当流量减小到0.8Qd时,首先在某吸力面产生分离涡团,当流量继续减小时,吸力面出现流动分离的流道以及分离涡的面积逐渐增加,并且压力面也开始出现流动分离,最后所有的流道都被压力
本研究采用大涡模拟研究了不同间隙尺寸对轴流泵叶顶泄漏流及泄漏涡的影响,并结合高速摄影试验验证结果的准确性.对网格的过滤尺度进行验证,以保证不同间隙下的叶轮流道叶顶区内部网格尺度位于惯性子区内,使80％的湍动能得以直接求解.通过分析不同间隙尺寸下的速度场、涡量场及湍动能发现,叶顶区主要存在两种明显的泄漏涡结构,且间隙越大,涡结构尺寸越大,寿命越长.在泄漏涡所在区域,涡量及湍动能随着间隙的增大而增加,
通过忽略圣维南方程中对流项所得到的一维重力波模型,具有可操作性强、数值计算速度快等优点,能否将其应用于溃坝洪水模拟中,有待于实验验证,截至目前尚无这方面研究工作的文献报道.本研究在一个大尺度水槽中开展了系列实验,选取了上下游初始水深比分别为0、0.1、0.4三种典型工况,从水深、流量等多个水力参数对重力波模型计算结果与实验数据进行了深入细致的比较.研究发现在下游有水时,重力波模型计算的渐进流区相比
水面舰船螺旋桨及附体部位的空化是高航速下振动和噪声的重要来源,也是引起过流部件空蚀的主要原因.而云空化流动因其产生和发展过程具有非定常性和不稳定性,通常会产生剧烈的压力脉动,被认为是工程上最具危害性的空化类型之一.但由于云空化流动包含相变、流动分离、群泡效应等多重复杂因素,目前关于云空化流动结构与其动力响应之间的关系尚知之甚少.本研究以扭曲水翼为研究对象,通过空化形态和流场压力信号同步测量技术,试
本研究通过物理模型试验方法对一种在迎浪和背浪侧都开孔的新型浮式防波堤在规则波作用下的两种锚泊方式的消浪性能和锚链力进行研究,分析了浮堤透射系数和锚链力随波要素及锚泊方式等因素的变化规律.研究结果表明:开孔浮式防波堤透射系数和锚链力都随波周期的增大而增大,并且随波高的增大而增大;在相同入射波高和周期情况下,八字型锚链锚泊方式比交叉型锚链锚泊方式的透射系数小,锚链受力增大.本研究内容可为开孔浮式防波堤
为了研究空化的不稳定与水翼吸力面压力脉动的影响,以攻角为6°的NACA66型二维水翼为研究对象,基于密度修正(DCM)的SST k-ω湍流模型,采用湍动能修正后的空化模型并对其非定常空化流场进行数值计算.获得了翼型吸力面空泡形态演变以及翼型表面压力脉动变化规律.结果表明,翼型表面压力脉动与实验基本吻合,水翼表面空穴发展过程中空泡的变化对应着压力脉动的变化.水翼前缘处空泡呈线性增长,其斜率与不同点压
本研究基于RANS方程及SST k-ω湍流模型,采用基于近期提出的单元速度向量转化(EVVT)方法的TVD格式进行有限体积(FVM)离散求解,对实际尺度(圆柱直径D=0.5334m),雷诺数Re=53340,不同振幅(A/D=-0.3-1.0)不同频率(fe/fs=0.7-1.45)的圆柱受迫振动问题进行了研究.圆柱在固定条件下,阻力系数Cd,斯托路哈数St与经典结果吻合良好.与模型尺度圆柱对比后
水流流经垂直式静水池,根据不同的入流流量与水池尺寸条件,跌水落池后可能出现滑流、水舌流与周期性振荡流等3种特性截然不同的流况.相关数值文献,大都采取静水池横向流场为定值的二维假设以降低计算量.本研究利用三维的那维尔·斯托克斯模式,仿真在固定入流流量下不同静水池长度所对应的3种流况,进而探讨相关的流场力学机制与涡漩结构.
气泡在泡状流中的运动与分布情况对液相的流态、压强和传热特性有着显著影响,且数值模拟已成为研究气液两相流流动规律的重要手段.采用大涡模拟(LES)和离散相模型(DPM)模拟竖直圆管泡状流,计算中考虑了水流和气泡的相互作用,气泡受力包括浮力、阻力、虚拟质量力和压强梯度力.主要结论:验证网格尺寸表明,主流向网格尺寸是气泡平均直径的1.25倍时,流速计算值与实验值吻合最好;当圆管直径小于100mm,壁面效
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