张岩
- 作品数：20 被引量：42H指数：3
- 供职机构：中国科学院力学研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：理学石油与天然气工程文化科学一般工业技术更多>>
- 一种管道内两相流颗粒运动特性测量装置及物理矫正及分析方法
- 本发明公开一种管道内两相流颗粒运动特性测量装置及物理矫正及分析方法，主要包括两相流循环模块、管道物理矫正模块、图像采集及分析模块。在圆形管道内，由于管壁曲面的光线折射，导致拍摄到的两相流运动图像出现较大畸变，严重影响实验...
- 张岩张旭辉李鹏任万龙鲁晓兵
- 球形水合物颗粒对流换热分解实验研究
- 2025年
- 深海海底甲烷泄露及其环境影响评价是进行天然气水合物(简称水合物)开发必须关注的问题之一.甲烷从海床进入海水后,由于浮力作用而向上运动,形成气液固多相流动,伴随着水合物壳生成、水合物分解、甲烷溶解和微生物厌氧氧化等多个物理化学过程.纯水合物在对流换热条件下的分解相变速率是海水中甲烷运移评估的关键参数.文章设计了纯水合物颗粒分解相变实验装置,观测不同尺寸的水合物颗粒在不同水体温度及不同水流速度下的分解过程,通过实验探究对流换热条件下水合物分解的机理.基于实验结果分析水合物颗粒的实时分解速率及其变化规律,通过量纲分析方法给出决定分解时间的无量纲控制参数,拟合出对流换热条件下水合物分解时间的无量纲表达式.研究表明,对流换热使水合物颗粒的分解相变明显加快,分解相变时间随雷诺数呈现指数型衰减,随水浴温差呈现幂次型衰减、并且幂指数大于1.0;对流条件的增强,使分解相变阵面有稳定推进的趋势.文章研究结果可为甲烷泄露环境评价、新型开采方案的可行性论证提供基础参数.
- 刘丹宁张旭辉李鹏李鹏梁前勇张岩鲁晓兵
- 关键词：相变对流换热
- 一种防止流体冲击的颗粒循环输送装置
- 本发明公开一种防止流体冲击的颗粒循环输送装置，包括主要颗粒分离箱、颗粒储料仓、螺旋供料杆和电磁组合阀，颗粒物料首先进入颗粒分离箱，通过分离箱内的设计，实现颗粒与流体的有效分离，从而避免了流体冲击对颗粒输送的影响。随后，颗...
- 张岩李鹏张旭辉任万龙鲁晓兵
- 单裂缝中携砂液流动规律研究被引量：7
- 2017年
- 裂缝中携砂液流动是一种固液两相流,携砂液的运移与支撑剂的铺置是水力压裂裂缝保持导流能力的关键.本文基于FLUENT流体计算软件,采用双流体模型,将颗粒看作拟流体,携砂液按照牛顿流体处理,分析了支撑剂体积分数α_s、阿基米德数Ar、颗粒雷诺数Re以及裂缝入口边界对流动规律的影响.研究结果表明:携砂液在裂缝中的流动过程中,发展成为支撑剂体积分数不同的四个区域,包括砂堤区、颗粒悬浮区、颗粒滚流区和无砂区;支撑剂的沉降程度随着支撑剂体积分数和阿基米德数的增加而增加,而随着雷诺数增加而降低;入口为网眼型时,进入裂缝后过流面积的增加导致流速突降,使得支撑剂更容易在入口处产生堆积,在同一入口流速下,较均匀入口的工况铺砂高度大.
- 李鹏苏建政张岩张旭辉鲁晓兵
- 关键词：携砂液裂缝两相流水力压裂数值模拟
- 深海天然气水合物机械-热联合开采方法研究综述被引量：9
- 2022年
- 天然气水合物由于储量大、污染低等优点,已成为我国非常重要的战略能源,世界各国也加快了天然气水合物的勘探和开发工作.经济高效的开采方法以及相关的灾害控制和环境保护是对天然气水合物进行商业化开采必须要解决好的两个关键问题.目前,注热法和降压法的联合使用被认为是最为有效的天然气水合物开采方法.在降压法和注热法中,天然气水合物开采涉及传热、相变、渗流和变形等物理过程和效应,而传热最慢且相变会消耗大量的热量,无法直接采用常规的单纯依靠渗流原理的油气开采方案来开采天然气水合物.我国南海的天然气水合物主要赋存于粉砂质黏土和粉细砂等类型的沉积物中,胶结性差且埋深较浅.常规的开采方法还不适合我国南海的水合物开采,需要考虑新型的开采方式,这其中提高沉积层中的热传导效率是天然气水合物开采的关键.郑哲敏提出了机械-热联合开采的新概念方法,利用无穷无尽表层海水的热量,基于对流传热的原理和管道输送技术,并兼顾类似采煤挖掘可能导致的深海浅软地层安全问题.天然气水合物机械-热联合开采法是一种新的概念模式,具有开采可控、高效且能有效降低地层安全性风险的优点.本文针对该新方法的能量、装备、经济可行性进行综合评估,阐述了针对核心问题管道含相变气液固多相流动、地层安全方面的研究进展,展望了未来推广应用的空间.
- 李鹏张旭辉刘乐乐刘乐乐张岩鲁晓兵何玉发
- 关键词：天然气水合物
- 测量流化床中颗粒体积分数和运动波速度的实验装置和分析方法
- 本发明公布了一种测量流化床中颗粒体积分数和运动波速度的实验装置和分析方法。该装置包括管道系统、颗粒注入和收集系统、测量系统以及详细的实验方法。通过控制变频泵调节水流速度，利用流量计监测流量，并结合视频摄像系统记录颗粒运动...
- 任万龙张岩张旭辉鲁晓兵
- 用于颗粒物料-流体耦合特性分析的循环输运实验系统
- 本发明公开一种用于颗粒物料‑流体耦合特性分析的循环输运实验系统，属于深海固态矿产资源开发领域，包括颗粒分离箱、上水箱、回水管、回颗粒管、储料仓、上料口、旋转阀、抽吸管、渣浆泵、供料管、下水箱和循环管，实现颗粒物料与流体的...
- 张岩李鹏张旭辉任万龙鲁晓兵
- 垂直管中双尺寸颗粒群的混合及分离规律研究被引量：3
- 2023年
- 深海能源的开发利用近年来受到各国关注,而深海矿石是深海能源的重要组成部分.文章以深海采矿的垂直管水力输送为研究背景,其管道内流的典型特征是颗粒级配宽且颗粒浓度高.宽级配特征下,管道内存在粗细颗粒混合及分离的现象,可能导致颗粒局部浓度增加,危害输送安全.因此,文章研究垂直管内双尺寸颗粒群的混合及分离机理.采用计算流体力学-离散元方法 (CFD-DEM)开展数值模拟,针对粗细颗粒尺寸差异大导致体积浓度计算不准确的问题,提出颗粒群体积浓度计算修正模型以及欧拉场到拉格朗日场的数据映射模型,并进行程序实现及模型验证.研究发现粗细颗粒混合及分离过程会造成颗粒群前后出现间断,并且增加颗粒群局部体积浓度及颗粒碰撞频率.还定义无量纲颗粒碰撞应力和流固相互作用应力,表征颗粒碰撞强度和流固相互作用强度.颗粒群混合到分离过程中颗粒碰撞应力显著增加,因此可通过颗粒碰撞应力曲线确定初始混合到完全分离的时刻.此外,流固相互作用的差异是引起粗细颗粒分离的根本原因.
- 张岩任万龙张旭辉鲁晓兵
- 关键词：粗颗粒
- 一种管道系统内颗粒物料连续稳定输送的优化装置
- 本发明公开一种管道系统内颗粒物料连续稳定输送的优化装置，包括主要颗粒分离模块、颗粒添料模块、旋转供料模块和流体防冲击模块；颗粒分离模块旨在有效将颗粒物料与输送介质分离，颗粒添料模块确保在输送过程中颗粒物料连续输送的同时进...
- 张岩李鹏张旭辉任万龙鲁晓兵
- 一种垂直管道内固液两相流动特性测量的实验装置及方法
- 本发明公开一种垂直管道内固液两相流动特性测量的实验装置及方法，主要包括循环水箱、流体输送控制模块、颗粒堆积模块、温度和压力测量模块、图像采集模块。本发明可以实时测量垂直管道内固液两相流动的流量变化、温压变化、颗粒群运动形...
- 张岩张旭辉李鹏 任万龙鲁晓兵
