幂律流体环空管道内部流场PIV实验研究

摘要

经过近十年的发展，PIV技术已获得了人们的普遍认可，它的应用范围越来越广泛，并已成为一种研究流场的基本测试手段。 幂律流体是非牛顿流体的一种，在油田中应用非常广泛。但是由于实验手段的缺乏，对幂律流体流动规律的研究主要集中于理论研究层面。 本文针对环空管道内流场研究的困难，尤其是对非牛顿流体在环空管道内流动规律的实验研究较少，在没有借鉴和经验基础上自行设计了一套环空管道的模型，用PIV(ParticleImageVelocimetry，缩写为PIV)来研究幂律流体在环空管道内流动的规律。 应用PIV分别研究了不同浓度的聚合物溶液以及牛顿流体在垂直环空管道中的流动规律，得到了环空管道中流体的速度分布情况、涡量情况、流线情况，分析了同心和偏心情况下环空管道内的流场分布规律，并与前人的计算结果进行了比较，得出了一些与以前不同的结论：同心情况下平均流速与最大流速的关系，并不是完全与粘性指数n值有关系，还与管道内流体的流动速度有关系，当速度较小时，两者的差别就小，速度大时，不符合这种规律。在同心环空中，非牛顿性越强，越容易产生涡旋。 本文首次创新的提出PIV应用于幂律流体环空流场的研究是可行的，为以后其他流体流动规律的试验研究提供了思路，同时积累了PIV在低雷诺数下实验的经验。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章对幂律流体环空流动的PIV测量

第三章环空管道实验系统的建立及模型的设计

第四章应用PIV对环空管道内流体流动的测量和分析

4.1环空管道内部流场的测量

4.2实验结果分析

4.3说明

结 论

致谢

参考文献