考慮空間位形力作用的微米軟顆粒溶液微圓管流動規律
朱維耀; 王亞震; 岳明; 鄧慶軍 北京科技大學土木與資源工程學院; 北京100083; 大慶油田第一采油廠; 大慶163000
關鍵詞：微米管道 微觀力 空間位形力 數學模型 速度分布
摘要：針對微米級軟顆粒溶液在微小孔道流動不符合泊肅葉流動規律問題,考慮受固體管壁影響軟顆粒形變產生的空間位形力作用,基于Navier-Stokes理論,推導軟顆粒溶液在圓管中的流速分布及流量表達式,引入顆粒形變因子以表征空間位形力作用的影響;建立考慮空間位形力作用的圓管流動數學模型.由微尺度流動特征實驗,得到軟顆粒溶液微圓管流動規律,與泊肅葉流動對比,結果顯示當管徑小于顆粒直徑時,相同壓力梯度下考慮空間位形力作用的流速比泊肅葉流動擬合結果更接近于實驗數據.通過數值計算分析發現,與泊肅葉流動下的速度分布和平均流量相比,當微圓管尺寸減小時,空間位形力作用隨之增大,其更大程度上影響流體在微圓管內的流動規律;當顆粒呈非球形且最小投影面積相同時,偏離球形顆粒程度越大,空間位形力作用越大,因此空間位形力作用在微小孔道流動中不可忽略.
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