幂律流体环空流动的速度场与温度场耦合计算.pdf

《幂律流体环空流动的速度场与温度场耦合计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011焦第4O卷石油矿场机械第4期第4O页oILFIELDEQUIPMENT2011，40(4)：40～42文章编号：1001—3482(2011)04—0040—03幂律流体环空流动的速度场与温度场耦合计算董贤勇，李兆敏，周阴国，刘金荣(1．中国石油大学，北京102249；2．甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，兰州730070)摘要：为研究幂律流体环空中流动时速度场与温度场耦合的影响，选取分别含有系数、三个流变参数关系式，采用有限差分法求解了动量方程和能量方程。计算结果表明，通过流体流动时的粘性耗热对流变参数及

2、速度梯度的影响机理，在单变量情况下，随增大，幂律流体的流速和温度增大；随增大，幂律流体的流速和温度减小；随增大，幂律流体流速不变，温度减小。同时在多变量情况下，由于影响机理对各参数的响应程度不同，不同变量组合对速度场和温度场的影响效果也不同。关于此类问题的研究对于完善工业流变学理论具有一定的积极意义。关键词：幂律流体；耦合；流变参数；速度场；温度场中图分类号：TE902文献标识码：AVelocity—temperatureFieldCouplingCalculationonFlowinginAnnualofPowe

3、rLawFluidDONGXian—yong，LIZhao—rain，ZHOUYin—guo，LIUJin—rong。(1．ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China；2．LanpecTechnologiesLimited，Lanzhou730070，China)Abstract：ChoosingthreerheologicalparameterequationswithcoefficientA，BandCineachtosolvemomentumequationa

4、ndenergyequationbyusingfinitedifferencemethodforinvestigatingthecouplingimpactofvelocity—temperaturefieldofpowerlawfluid，theresultshowsthat，atthesinglevariableevent，bothvelocityandtemperatureincreasedwithAincreasing；bothvelocityandtemperaturedecreasedwithBincr

5、easing；velocitywasconstantandtemperaturedecreasedwithCincreasing．Meanwhile，atthemulti—variablecondition，astheimpactmechanismofviscosity，rheo～logicalparametersandvelocitygradientwhenflowing，theimpacteffectsofdifferentvariableaS～sociationsonvelocityandtemperatur

6、eweredifferentasresultofthedifferentinfluencedegreeofimpactmechanismoneachparameter．Itisanimportantpositivetoperfectingtheindustria1rheo～logicaItheorytoinvestigateintothisissue．Keywords：powerlawfluid；coupling；rheologicalparameter；velocityfield；temperaturefield

7、石油工业中非牛顿流体的流动研究已经不再是流动形式，同时流体的流变参数和热物理参数也是新的课题，但目前对于该课题的研究仍限于速度场温度的函数，由于受环空尺寸、压力梯度等限制，温与温度场解耦的分布研究_】]，尽管已有文献考虑了度对流体性质的影响可以忽略不计，因此几乎没有动量方程与能量方程的耦合计算]，但对于垂直于文献对此类问题进行研究，这对完善工业流变学理流动方向的速度与温度分布仍没有描述出来。论是不利的。基于上述考虑，本文考虑幂律流体在非牛顿流体的环空流动是石油工业中最常见的环空中流动时粘性耗热对其速度场与温度场的影

8、响收稿Et期：201卜02—15基金项目：教育部科学技术研究重点项目“变密度、变粘度、变流变参数非牛顿泡沫流体流动特性研究”(109158)作者简介：董贤勇(1971一)，男，山东滨州人，博士后，研究方向为油气田开发工程，目前从事氮气泡沫在油田增产中的研究与应用工作，E—mail：xydong@sipc．cn。第4o卷第4期董贤勇，等：幂律流体环空流动的速度