利用计算流体力学软件Fluent对90°弯管中的管道螺旋流进行模拟,通过建模和数值计算,研究了弯管中螺旋流的生成、发展和衰减规律。结果表明切向进流角度60°时切向流速最大,这有利于清除弯管中的沉积杂质,同时证明弯管有很好的继旋作用。

针对深海采矿扬矿硬管内高速螺旋流输送过程中阻力损失无法精确计算的问题，利用计算流体力学软件FLUENT，采用欧拉双流体模型，计算得到扬矿硬管内高速螺旋流在不同工况条件下的阻力损失，并就其管道、物料和浆体特性等方面的影响因素进行分析。结果表明，不同工况条件下，阻力损失随提升速度、锰结核颗粒粒径、颗粒密度、浆体黏度、提升浓度的增大而增大，随管道内径和提升角速度的增大而减小。再采用能量理论，并利用MATLAB软件中的多元回归模型。推导出扬矿硬管内高速螺旋流输送的阻力损失无量纲公式，该公式能对深海采矿水力提升式扬矿硬管内高速螺旋流输送阻力损失进行理论预测，并且对实际工程应用具有一定的指导意义。

为了研究螺旋流场中的涡量特征分布，提高流体传质效率，利用激光粒子测速系统（PIV）对垂直管中不同介质的螺旋流场进行了测量，并利用Tecplot对螺旋流的涡量进行了显示和局部涡量场提取，研究了不同切向速度下，不同介质的螺旋流涡量场分布特点和其局部涡量特征。结果显示，螺旋流的涡量具有贴壁特征，随着切向速度的增加，螺旋流的涡量强度增大，正涡和负涡交换的频率增大，有利于提高流体传质效率。

螺旋流是一种具有旋转流场的流动形式，在工业方面的应用范围极广。同时，螺旋流也进入了人们日常生活领域。目前影响螺旋流更广泛地工业化应用的关键在于高效的螺旋流发生装置。本文主要介绍并分析了各种螺旋流发生器的结构形式及性能特点。另外，对其优缺点进行研究分析，指出了发明并设计出一种高效使用的螺旋流发生器的重要性。最后，分析了螺旋流发生器的发展方向，为进一步研究螺旋流产生装置以及螺旋流提供参考。

通过对叶轮结构的优化设计、密封装置创新设计以及选用合金塑铝进行叶轮加工，从而研制出新型螺旋流恒压泵。其主要特点是当 Q －N 、Q －η曲线在一定范围内不断上升时，Q －H曲线始终趋于平直，这样单级水泵就能获得较高的扬程并恒压输出，适宜高转速，具有较好的抗气蚀性能，还具有不堵塞，可用于恒压输送含颗粒或杂质的液体。以LXB 0．8／40－125－80－230泵为例，介绍螺旋流恒压泵叶轮结构及密封装置结构上的改进措施，以及性能试验结果。

采用RNG k-ε模型对水平管内以叶轮起旋的螺旋流的流动特性进行了数值模拟研究,通过试验验证了数学模型的准确性和可靠性。研究结果表明:叶片旋流器产生的旋流场,切向速度分布具有近似Rankine组合涡结构的特点,径向速度最大值达轴向速度的0.5倍。雷诺数对旋流强度影响较大,Re数越大,旋流强度越大,且旋流强度的衰减速率越小。强旋流使轴向逆压力梯度足够大而引发轴向回流,从而产生了中心回流区域;能够增加反应介质的滞留时间,提高气液两相的传质和传热效率,促进水合物浆体快速生成,保障管道安全输送。

螺旋流一般通过切向进流、安装导流片或旋转管道三种方式产生，但Ｈｏｒｉｉ等人通过实验发现有三种装置也产生了非常稳定的螺旋流。笔者利用激光测速仪针对其中一种装置产生的螺旋流进行了时均速度分布测量。实验结果表明，本例情况下时均流动先是形成不对称双结构然后过渡到单一涡结构而形成螺旋流的。