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第1章 绪论1

1.1水力旋流器基础理论1

1.1.1水力旋流器结构及工作原理1

1.1.2水力旋流器分类及应用2

1.1.3水力旋流器基本设计参数4

1.1.4水力旋流器内部流场参数5

1.1.5水力旋流器工艺评价参数6

1.1.6水力旋流器关键参数研究意义7

1.2旋流器研究方法及进展8

1.2.1数学方法9

1.2.2试验方法10

1.2.3数值模拟方法11

1.3主要研究工作及取得的成果13

1.3.1清水为介质流场机理研究的完善14

1.3.2介质黏度对牛顿流场影响的定量研究14

1.3.3非牛顿流场与牛顿流场的全景显示及对比分析14

1.3.4幂律流体流变性对流场影响的定性对比研究15

1.3.5稠度系数与非牛顿指数对组合涡运动影响的定量研究15

第2章 分离介质黏性及非牛顿流场基本理论16

2.1牛顿流场基础理论16

2.1.1牛顿流体16

2.1.2黏度（分子黏度）17

2.1.3理想流体18

2.1.4黏性流体18

2.2非牛顿流场基本理论18

2.2.1非牛顿流体18

2.2.2表观黏度19

2.2.3非牛顿流体的分类19

2.2.4非牛顿流体的特性及应用22

2.2.5非牛顿流体力学与石油工业25

2.3湍流基本理论25

第3章 以清水为介质的旋流器流场机理研究28

3.1清水（μ＝1 mPa.s）基本流场模拟结果及其运动特性分析29

3.1.1切线速度分布规律及数据统计平均处理30

3.1.2压力分布规律及数据统计平均处理35

3.1.3速度与压力耦合常数Cp38

3.2组合涡运动指数n.定量研究的进一步完善39

3.3切向速度定量研究46

3.3.1势流区（即组合涡运动区域）切向速度定量研究47

3.3.2边界层区域切向速度定量研究50

3.4速度场研究结果对比验证52

3.4.1在不同结构参数条件下验证公式的正确性52

3.4.2在相同结构参数条件下与原有理论对比验证53

3.5以清水为介质（μ＝1 mPa.s）流场能量损耗和静压力定量研究55

第4章 介质黏度对速度场与压力场影响的定量研究59

4.1介质黏度对组合涡运动指数n的影响59

4.2介质黏度对切向速度的影响65

4.3介质黏度对径向速度的影响72

4.4介质黏度对轴向速度的影响73

4.5介质黏度对压力场的影响75

第5章 非牛顿流变性对旋流分离流场的影响对比研究79

5.1油田适合于旋流分离作业的非牛顿流体79

5.2非牛顿流体与牛顿流体的对比研究81

5.2.1模型选择及入口边界条件设置81

5.2.2压力分布对比分析82

5.2.3速度场分布对比分析83

5.2.4两项体积比分布对比分析86

5.2.5剪切速率分布对比分析86

5.2.6黏度分布对比分析88

第6章 幂律流体的流变特性对流场影响机理研究92

6.1稠度系数K对流场运动特性的影响92

6.1.1不同K值压力分布对比分析92

6.1.2不同K值速度分布对比分析94

6.1.3不同K值剪切速率分布对比分析95

6.1.4不同K值湍流黏度分布对比分析96

6.1.5不同K值黏度分布对比分析96

6.2非牛顿指数N对流场运动特性的影响97

6.2.1不同N值压力分布对比分析98

6.2.2不同N值速度场分布对比分析99

6.2.3不同N值剪切速率分布对比分析100

6.2.4不同N值黏度分布对比分析101

第7章 幂律流体对组合涡运动特性影响的定量研究105

7.1非牛顿流体与牛顿流体对组合涡指数n影响的定量对比研究106

7.2两种典型非牛顿流体组合涡指数n的数学表达式及验证115

7.3幂律流体流变性对组合涡指数n值影响的定量研究119

7.3.1不同K值对组合涡指数n影响的定量对比研究120

7.3.2不同N值对组合涡指数n影响的定量对比研究129

7.3.3幂律流体流变性对组合涡指数n影响的定量研究138

7.3.4幂律流体流变性对切向速度影响的定量研究及验证148

参考文献157

彩色图版163

索引171