水平对置双向液体撞击流的振荡特性

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水力振荡器

水力振荡器
德州联成石油科技有限公司
水力振荡器研制的背景及意义
无论是直井、定向井还是水平井，钻进过程中钻柱与井壁之间的摩阻都是影响钻速的重要因素。由钻具组合与井壁摩擦所造成的额外扭矩与摩阻导致机械钻速低、工具面控制困难、单趟钻进尺很少、异常严重的钻柱和钻头磨损等，当累积摩擦力超过所施加钻压时（或者说管柱自重下推力时）就会出现托压现象，迫使管柱发生正旋弯曲或螺旋屈曲。对于定向井和水平井而
等构成。
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2.2.1 动力短节
当钻井液通过动力短节时便会驱动
转子旋转，动阀接在转子的底端，动阀
和与其配合的定阀称为盘阀总成。对于动力短节没有严格的扭矩要求，其作用就是驱动盘阀总成中的动阀运动，改变过流面积，产生压力脉冲。
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2.2.2 盘阀部分
言，高摩阻还会形成弯曲井眼，从而造成钻机钻达最大深度的能力降低，甚
至会影响到油井产量。
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水力振荡器研制的背景及意义
实践表明，利用水力脉冲产生钻柱轴向振荡，可有效降低滑动钻进钻具组合与井壁的摩擦力并有效改善钻压传递，进行定向滑动钻进效果明显；还可减小井下扭转，减轻横向振动并提高机械钻速。应用水力振荡器，定向钻进效率能够得到大幅度提高，可以钻出更为平滑的井眼，而且单趟钻效率提高很多。水力振荡器可应用于直井、螺杆钻具导向钻井、旋转导向钻井、大位移井、页岩气储层钻井等，能够解决托压、卡滑和钻头对工具面控制力差等问题。目前，国外水力振荡减阻工具已经非常成熟，已经成为国外最常用
命；振荡短节部分借鉴普遍使用的减振器结构，工具结构简单，系统可靠性及安全性
得到提高。
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撞击流

撞击流【关键词】撞击流；沉淀法；羟基磷灰石；纳米棒状颗粒[摘要]采用浸没循环撞击流反应器(SCISR)，通过沉淀法制备了纳米羟基磷灰石，并用X射线衍射、红外光谱、透射电镜对纳米羟基磷灰石进行了表征和形貌分析，结果表明：采用浸没循环撞击流反应器可得到直径15nm、长度50nm~70nm左右，且尺寸分布均匀的纳米羟基磷灰石棒状颗粒。

[关键词]撞击流；沉淀法；羟基磷灰石；纳米棒状颗粒[Abstract] Objedtives To obtain Hydroxyapatite (HAP)nano-rods/whiskers withwell-controlled sizes. Methods Hydroxyapatite (HAP)nano-rods/whiskers are prepared by precipitation in the submerged circulative impinging stream reactor (SCISR). Results While pH = , thedripping time of the di-ammonia phosphate solution is 54mL•mi n-1 and the stirring rate is , the uniform sized hydroxyapatite nano-whiskers with the size of 15nm in diameter and 50nm~70nm in length can be obtained in SCISR. Conclusions The submerged circulative impinging stream reactor (SCISR) is especially suitable for the preparation of ultrafine particles byreaction-precipitation and exhibits very well performance.[Keywords] Impinging streams；Precipitation；Hydroxyapatite；Nano-whiskers羟基磷灰石(Hydroxylapatite, HAP)是人体和动物骨胳、牙齿的主要无机成份，其化学成分和晶体结构与人骨基本相同，因此具有良好的生物活性和生物相容性，植入人体后可与人体骨骼实现骨性结合并逐渐被人骨所替代，是目前植入材料的研究热点之一，其制备方法和产品质量的研究更是热点中的热点，因此引起了全世界材料工作者和医学工作者的广泛关注。

赫姆霍尔兹水力振荡器工作原理

水力振荡器的工作原理及频率选择作者：水力振荡器的工作原理及频率选择来源：水力振荡器的工作原理及频率选择发布时间：2008/11/13 10:24:07水力振荡器的工作原理及频率选择水力振荡器的种类不同，其工作原理也不同。

现介绍目前国内常用的赫姆霍尔兹(Helmholtz)腔形水力振荡器的工作原理及频率选择。

(1) 工作原理水力振荡器的振荡作用是在赫姆霍尔兹空腔内发生的。

当一股稳定的连续高压水射流由喷嘴d1射入，穿过一轴对称腔室，经喷嘴d2喷出时，由于腔室内径d 比射流直径大得多，因此，腔内流体流动速度远小于中央射流速度，在射流与腔内流体的交接面上存在剧烈的剪切运动。

如果是理想流体，则在交接面上速度不连续，存在速度间断面。

而对于实际流体由于粘性的存在，交接面两侧的流体必然会产生质量交换与能量交换，交接面上速度是连续的，但在其附近存在一个速度梯度很大的区域。

在此区域内因剪切流动而产生涡流。

由于是轴对称的圆孔射流，故涡流线将构成封闭的圆环，涡流以涡环的形式生成和运动。

在剪切层区产生了涡流，射流中心处(剪切内层)的流速会更高，腔室壁面附近(剪切外层)的流速将更低，根据伯努力方程，内层压力降低，外层压力升高，在压差作用下，促使腔室壁面流体的向心流动，涡旋将随射流向下游移动。

射流剪切层内的有序轴对称扰动(如涡环等)与喷嘴d2的边缘碰撞时，产生一定频率的压力脉冲，在此区域内引起涡流脉动(这也是一种扰动)。

剪切层的内在不稳定性对扰动具有放大作用，但这种放大是有选择的，仅对一定频率范围内的扰动起放大作用，如扰动频率满足这个范围，则该扰动将在剪切层分离和碰撞区之间的射流剪切层得以放大。

经过放大的扰动向下游运动，再次与喷嘴d2的边缘碰撞，又重复上述过程。

碰撞产生的扰动逆向传播，实际上是一种信号反馈现象。

因此，上述过程构成了一个信号发生、反馈、放大的封闭回路，从而导致剪切层大幅度地振动，甚至波及射流核心，在腔内形成一个脉动压力场。

双喷嘴水平对置撞击流混合器内湍流流动及混沌特性

（沈阳化工大学能源与动力工程学院，辽宁沈阳１１０１４２）
摘要：应用激光多普勒测速系统，对双喷嘴水平对置撞击流混合器内的速度场进行测量，并且分别采用湍流理
论和混沌理论对所测得的瞬时速度场进行分析，研究其瞬时速度场内湍流特性参数（速度脉动均方根、湍流强
文献标志码：Ａ
文章编号：１０００— ６６１３（２０１５）０７—１８３２— ０９
ＤｏＩ：１０．１６０８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００．６６１３．２０１５．０７．００４
Ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｌｏｆｗａｎｄｃｈａｏｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｎｔｈｅｄｕａｌｎｏｚｚｌｅｏｐｐｏｓｅｄｉｍｐｉｎｇｉｎｇｓｔｒｅａｍｍｉｘｅｒ
ｏｐｔｉｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｍｉｘｕｒｔｅ．ＴｈｅｌｆｏｗｉｆｅｌｄｉｎＳＩＳＭｗａｓｃｈａｏｔｉｃａｎｄｆｒａｃｔａ１．Ｔｈｅｃｈａｏｓ
ｅｘｐｏｎｅｎｔ）ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｎｏｚｚｌｅｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｕｍｂｅｒｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｖｅｌｏｃｉｔｙｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ，ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｙｔａｎｄｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｋｉｎｅｔｉｃｅｎｅｒｇｙ）ａｎｄｃｈａｏｔｉｃ

第十二章.化学动力学基础(二)

2013-7-26
Shenming
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第十二章化学动力学基础 2
根据量子力学理论， =/h，h为Planck常数，是一个振动自由度的能量。按照能量均分原理有， = h = kBT 则 kB——玻兹曼常数 = kBT/ h 代入 (a) 式得：
k BT k K c ——过渡状态理论的基本公式 h
2 AB
1/ 2
式中V为体积，dAB称为有效碰撞直径，MA、MB分别为其摩尔质量，NA、NB分别为反应物分子的个数，nA 、 nB为则1立方厘米中的分子个数。
2013-7-26
Shenming
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第十二章化学动力学基础 2
A与B分子碰撞的激烈程度，不是取决于两个分子的总动能，而是与A、B两分子在质心连线方向上的相对平动能有关。当这种相对平动能超过化学反应的临界能c （又称阈能）时，才能发生化学反应。化学反应不同， c值不同，在碰撞理论中，把c ×L=Ec称为反应的活化能， L为阿佛加德罗常数。也就是说，只有相对平动能在质心连心线上的分量大于阈能的碰撞才是有效的，而绝大部分的碰撞是无效的。因此应在碰撞频率项上乘以有效碰撞分数q。
Ec q exp( ) RT
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2013-7-26
Shenming
第十二章化学动力学基础 2
反应阈能又称为反应临界能。两个分子相撞，相对平动能在质心连心线上的分量必须大于一个临界值 Ec，这种碰撞才有可能引发化学反应，这个临界值Ec也称为反应阈能，它是反应物反应生成产物时所必须越过的一个能垒。
Shenming
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第十二章化学动力学基础 2
但是由于简单碰撞理论所采用的模型过于简单，没有考虑分子的结构与性质，所以要用概率因子来校正理论计算值与实验值的偏差。

双分裂导线表面水滴撞击特性的数值模拟

ｋｕ（ｉ） ρ ＝ｘｘｉｊｕ（ ε ｉ） ρ ＝ｘｘｉｊ
μ ＋ μ＋σ ）［（ｘ］
ｔ
ｋ
ｋ
ｊ
Ｇｋ＋Ｇｂ－ρ ε －ＹＭ ε μ ＋ μ＋σ ）［（ｘ］
ｔ ε
（）４
ｊ
ε ε ＧＣＧＣ－Ｃ１ｋ＋３ｂ）２ ρｋｋ（
பைடு நூலகம்
ｕｕｕ２ｉｉｊ）ｋ＋μ ｕ ′ ｕ ′ ３＋－－ δ ｔｉｔｉｊ＝ｊ（ ρ μ ｘｘｘ３ρ ｉｉｊ
（
）（
）
１研究方法和原理
目前，研究水滴运动的方法主要有拉格朗日法和欧拉法两种，本文采用拉格朗日法对所建立的二维导线截面模型进行研究，根据牛顿第二定律对单个水滴的受力情况进行分析，以单个水滴运动过程为基础，综合考虑所有水滴的运动，从而得到整个水滴的运动情况。先应用流体力学基本原理计算导线外空气气流场，再使用拉格朗日法建立水滴运动方程求解水滴运动轨迹。１．１空气气流场计算假设空气气流场为均匀流场。采用低速粘流
第３０卷第１０期２０１２年１０月（）文章编号：１０００７７０９２０１２１００１５００３－－－
水电能源科学ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＰｏｗｅｒ
近年来多次发我国输电线路覆冰灾害严重，１～３］，生大范围内大规模输电线路覆冰事故［直接危害电网安全，造成了巨大损失。我国２２０ｋＶ高压和３３０ｋＶ超高压输电线路广泛采用双分裂为揭示输电线路导线覆冰形成的原因和覆导线，研究双分裂导线表面水滴撞击特性及覆冰机理，冰问题有着十分重要的意义。近年来，国内研究水滴直径等气象参数对水滴撞击特性的了风速、影响，但都集中于飞机机翼表面和绝缘子表面水

撞击流反应器流场稳定性研究_刘雪晴

其与标准 k － ε 湍流模型采用ＲNG k － ε 模型，ＲNG k － ε 模型通过修正湍动粘度，模型相比，考虑了平均流动中旋转和旋流流动的情况，这一点与撞击流气体由轴向转变成径向运动相符合。（ ρku i ）（ ρk ） k + G + ρε + = αu k x i x j k eff x j t
0
引言
最早撞击流是一种较为新颖强化过程的技术，
［1 ］
功的领域是干燥物料
［4 ］
，撞击流的极高的传热系数
和较高的混合系数可使物料的脱水率大大提高。虽然撞击流技术具有比传统技术高几十倍甚至数十倍以上的传热传质系数，但是在撞击流反应器中，速度—压力的周期性变化和转化引起撞击流偏移振荡
［5 ］
由前苏联 Elperin
提出，其中心思想是两股或者多
股均相或非均相流体相向运动撞击，瞬间产生一个高强度湍流区和高剪切速率，进而提高传热传质。撞击流在瞬间就能达到很高的相间速度，从而可以强化传热传质。目前，撞击流反应可以制取超细粉体，如制取纳米材料
［2 ］
，即撞击流失效。平面射流有侧向摆动特
流体工质无关联性。许宏鹏等
［8 ］
采用欧拉双流体
量 u 的分量。源项 S m 是加入到连续相的质量，也可是其他自定义源项。对撞击流反应器的流体视为不可压缩流体，没有源项，所以其质量守恒方程为： u i = 0 （ 2） x i 动量方程： p τ ij （ ρu i ） + （ ρu i u j ） = － + + ρ gi + F i x j x i x j x i （ 3） τ ij 是应力张量（ τ ij 是微元体表面上式中： p 是静压， ρ gi 和 F i 分别为 i 方向上的的粘性应力： τ 的分量），重力体积力和外部体积力（如离散相相互作用产生 F i 包含了其它的模型相关源项，的升力）。如多孔介质和自定义源项。为了便于分析，忽略重力的影响且没有源项，所以动量方程为： p τ ij （ ρu i ） + （ ρu i u j ） = － + x j x i x j t （ 4）

一种采用水平对置结构的双舱式振荡混合装置[实用新型专利]

专利名称：一种采用水平对置结构的双舱式振荡混合装置专利类型：实用新型专利
发明人：谢明阳
申请号：CN201721757936.4
申请日：20171215
公开号：CN207872041U
公开日：
20180918
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种采用水平对置结构的双舱式振荡混合装置，包括振荡装置平台和固定设置在所述振荡装置平台下方用于支撑的多个支撑座，所述振荡装置平台沿长度方向在上表面设置有相互平行的滑动导轨，所述滑动导轨上滑动安装有用于盛放振荡物料的料仓，所述料仓靠近振荡装置平台中部一侧铰接有用于驱动料仓沿着所述滑动导轨来回滑动的推拉杆，所述推拉杆的另一端铰接在偏心轮上，所述偏心轮通过安装在所述振荡装置平台上的驱动装置驱动。

本实用新型通过采用水平对置料仓并采用往复直线运动实现对物料的振荡，解决了现有的搅拌装置需要直接与物料接触搅拌，导致精细物料会被搅拌杆破坏的问题。

申请人：四川建筑职业技术学院
地址：618000 四川省德阳市嘉陵江西路4号
国籍：CN
代理机构：成都君合集专利代理事务所(普通合伙)
代理人：邹新华
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ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎｔｈｅｌｏｗｒｆｅｑｕｅｎｃｙｒｅｇｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅａｍｐｌｉｕｄｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｏｎ０．１
张建伟，马红越，董鑫，冯颖
（沈阳化工大学能源与动力工程学院，辽宁沈阳１１０１４２）摘要：利用平面激光诱导荧光（ＰＬＩＦ）技术对水平对置双向液体撞击流流场进行了实验研究，考察了等动量下撞击面驻点在不同喷嘴间距、不同进液流量下的稳定性和振荡特性。结果表明，撞击面驻点的振荡并没有一个固定
特性对混合和传质具有一定的促进作用。
关键词：撞击流；驻点振荡：稳定性；平面激光诱导荧光技术ＤＯｈ１０．１１９４９￣．ｉｓｓｎ．０４３８ — １１５７．２０１４１３３６中图分类号：ＴＱ０２Ｉ．１文献标志码：Ａ文章编号：０４３８ —１１５７（２０１５）Ｏ４ —１３１０ —０８
的周期，并且频率主要集中在低频，而其幅度集中在Ｏ．１～０．５ｄ范围内：在Ｌ∈［１ｄ，３（三为喷嘴间距，ｄ为喷嘴直径）范围内，振荡幅度随着的增加而增大；在ＬＥ［３ｄ，５ａ］范围内，振荡幅度随着上的增加而减小。同时，
撞Hale Waihona Puke 面的振荡幅度并不会随着流速的增大而一直增大，而是在达到一个峰值后逐渐降低。撞击面驻点的这种振荡
ｎｏｔａｌｗａｙｓｇｒｏｗｕｐｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｆｕｘ，ｗｈｉｃｈｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄａｆｔｅｒｒｅａｃｈｉｎｇａｐｅａｋ．Ｔｈｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔｐｌｎｅａａｎｄｓｔａｇｎａｔｉｏｎｐｏｍｔｗｅｒｅｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｍｉｘｉｎｇａｎｄｍａｓｓｒｔａｎｓｆｅｒ．
．５ｄ．ｈｅＷｎＬｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏ［１ｄ，
３，０（ｗｈｅｒｅＬｗａｓｎｏｚｚｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｄｗａｓｎｏｚｚｌｅｄｉａｍｅｔｅｒ），ａｍｐｌｉｕｄｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＬ，ｂｕｔｗｈｅｎＬｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏ［３ｄ，５ａ］，ａｍｐｌｉｕｄｔｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｈｔｔｈｅｇｒｏｗｔｈｏｆＬ．Ｔｈｅａｍｐｌｉｕｄｔｅｏｆｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔｐｌａｎｅｄｉｄ
第６６卷第４期２０１５年４月
化
工学
报
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研究简报
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水平对置双向液体撞击流的振荡特性
ｏｆｓｔａｇｎａｔｉｏｎｐｏｉｎｔａｔｖａｒｉｏｕｓｎｏｚｚｌｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｓａｎｄｆｌｕｘｅｓ．Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｐｅｉｏｒｄｗａｓｎｏｔｒｅｇｕｌａｒａｎｄｒｅｆｑｕｅｎｃｙ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｌｆｏｗｉｆｅｌｄｏｆｔｗｏｈｏｉｚｒｏｎｔａｌｏｐｐｏｓｅｄｌｉｑｕｉｄ — ｌｉｑｕｉｄｉｍｐｉｎｇｉｎｇｓｔｒｅａｍｓｗａｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅＰＬＩＦｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｍｐｉｎｇｅｍｅｎｔｐｌａｎｅａｎｄｈｅｔｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ＺＨＡＮＧＪｉａｎｗｅｉ，ＭＡＨｏｎｇｙｕｅ，ＤＯＮＧＸｉｎ，ＦＥＮＧＹｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｗｏｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｏｐｐｏｓｅｄｌｉｑｕｉｄ・ｌｉｑｕｉｄｉｍｐｉｎｇｉｎｇｓｔｒｅａｍｓ