黏弹性流体在偏心环空轴向往复运动的非定常流平均流量研究及验证

本文主要探讨了黏弹性流体在内管中进行轴向往复运动时，当存在偏心环空结构下的非定常流特性。研究的焦点在于控制方程的建立、平均流量的计算方法以及数值模拟与实验验证。作者引用了Noriyasu M等人提出的二阶流体模型，该模型用于描述聚合物驱油工况下抽油机井抽汲液的复杂流变行为。 文章首先假设了黏弹性流体是各向同性的，且在流动过程中保持不可压缩，且具有变系数。研究考虑的是在无限长的垂直偏心环空内，内管半径为Rin，外管半径为ROU1。内管以速度U进行轴向往复运动。对于这种特定的流动情况，已有的研究工作包括Newton流体的速度和流量分布，幂律流体的速度、瞬时流量分布以及平均流量计算，但这些研究没有给出二阶流体在这种复杂流动状态下的瞬时流量分布，这在实际应用中有其局限性。 本文的主要创新在于提出了针对二阶流体的控制方程和平均流量计算公式，这是对前人工作的补充和完善。作者选择了一种质量分数为0.125%的HPAM水溶液作为模型流体，进行了数值计算和实验测量。通过对比分析，发现环空偏心度对平均流量有显著影响，而内管的冲程和冲次则影响较小。数值计算得出的结果与实验测量的数据吻合良好，这证实了所提出的控制方程、流量公式以及数值计算方法的有效性。 该研究对理解和优化聚合物驱油过程中的流体力学行为具有重要意义，尤其是在处理偏心流动问题时，为理论预测和实际操作提供了可靠的工具和数据支持。此外，它也为后续的科研工作提供了新的研究方向，即进一步探究不同流体特性、流动参数如何影响偏心环空中的非定常流动特性。