材料表面浸润性能的研究具有非常重要的意义,具有超亲水和超疏水性能的材料为开发特殊功能器件提供了可能。基于光滑耗散粒子动力学(SDPD)方法的多相流模型对超亲水和超疏水浸润现象进行了研究,结果表明接触角为30°~135°时,模型能基本满足计算精度的要求,但超出这个范围,计算结果的误差较大。通过系统分析,为计算误差偏大的各类浸润问题的研究提出了改进建议。

建立了全新的用于多相流量计测的单元阻力模型,并在此基础上开发出多相流量计测系统实验样机和配套计测软件.通过自建多相流测试环道上大量的模拟现场工况实验研究,对计测模型进行了评价.实验数据表明:该计测模型可以适用于多相流中不同粘度的液相流量计量;可适用于较宽的气、液相流量变化范围;模型计测误差稳定在可接受的水平,适当延长计测周期可以明显改善计测误差.

本文首先简要介绍了我们自主开发的智能型多相流量计的基本原理,包括气相流量和液相流量计量,以及液相含水率的计量.继而,对工业样机的现场试验条件以及试验结果进行了详细的论述.数据表明:该多相流量计工业样机的液相流量计量相对误差在±8%以内,其中95%以上位于±5%范围内;气相流量计量相对误差在±20%以内,其中67%在±5%以内,88%在±10%以内,98%在±15%范围内;液相含水率绝对误差在±2%以内.该工业样机计量精度可以满足油田生产的需要.

本文介绍了空气动力传送管道中固体速度的各种测量方法和各自的特点，并对各种方法及使用的传感器进行了讨论。

在大型铜熔炼底吹炉冶炼过程中,气动搅拌对熔体混合和反应速率起着重要作用。为研究高温、密闭的大型底吹炉内熔体搅拌现象,采用计算流体力学(CFD)方法,建立了与实际装备相对应的等效几何模型,并通过数值模拟计算分析了大型底吹炉内气动搅拌机理。结果表明气泡是大型底吹炉气动搅拌的基本单元,气泡周期性的生长脱离、上升形变、熔体表面破裂过程,将自身动能传递给熔体,促进熔池内成分均一化。持续产生的气泡对熔体做功,为熔池和入炉物料提供了充足的搅拌能。熔池内部形成核心搅拌区和澄清区,为铜冶炼过程的反应和分离提供了良好条件。研究得出的气动搅拌机理对今后大型底吹炉优化设计和工程应用起到了指导作用。

基于油气润滑气液两相流理论,采用COMSOL Multiphysics仿真软件建立B7003CY/P4角接触球轴承腔内的油气两相流模型,分析轴承腔内气相流速、压力以及润滑油的分布。通过计算轴承的摩擦生热量以及腔内关键点的换热系数,分析轴承腔内温度场的分布。试验与仿真结果表明:润滑油沿着进油管道进入轴承腔内,大量的润滑油聚集在轴承腔内的前端,少许润滑油会随着空气进入轴承腔内,而进气速度影响润滑油的分布;轴承腔内的温度受电主轴的转速和进气压力影响,随着电主轴转速提高,摩擦产生的热量增多,轴承腔内的温度升高;进气压力越大,空气流速越大,轴承腔内的温度越低,且轴承腔内换热系数细化后得出的温度场更接近真实值。

利用高速摄像观测系统对不同挡板结构的圆形微通道结构进行全流场流动显示实验。通过对重力影响、气液流量比、流动方向等变量的控制进行多相流流动形态分析;在此基础上进行数值模拟研究,得到气液多相流流动特性沿流道的压力、速度场等流动特性。结果表明:微通道复杂结构会显著影响气液多相流的流动形态,复杂结构微通道加剧了流体剪切流动特性,大大促进了气液两相流混合效果。

针对现有砂浆机圆形喷嘴存在喷涂不均匀的问题，设计了一种异形喷嘴。通过流体分析软件Fluent的多相流中的欧拉模型分析得到异形喷嘴内流场的速度变化情况和体积分数变化情况，在此基础上，以速度方差和体积分数方差为衡量标准对喷嘴进行优化，选出较合适的压缩空气入射角、压缩空气入口数，以及喷嘴前端的长、宽、厚，得到符合自动抹墙机要求的喷嘴结构。最后利用3D打印技术制造出优化的模型样品进行实验，以验证优化结果。该研究对自动抹墙机喷嘴的优化有重要的参考价值。

基于多相流理论,考虑空穴现象存在的同时,通过CFD模拟方法,研究润滑油中固体颗粒以及颗粒直径和含量对锥形静压轴承油膜承载能力的影响。结果表明：含有固体颗粒润滑油的轴承油膜轴向承载能力随转速的增大而增大,油膜径向承载能力随转速的变化呈波动状态;在高速转动情况下,轴承油膜轴向承载能力随颗粒直径的增大而增大,油膜径向承载能力变化呈波动状态;当轴承转速为10 000 r/min,颗粒直径为1 nm时,轴承油膜轴向、径向承载能力均随润滑油中颗粒含量的增加而有所提高。

当前大型矿浆搅拌设备功耗大,混匀效果不理想,物料出口浓度波动大。文中基于多相流欧拉理论,对某企业大型矿浆搅拌槽在不同叶轮高度下矿浆浓度沿径向和轴向的分布情况进行研究,对叶轮高度的设计给出了初步结论。