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单毛细管中赫切尔-巴尔克莱流体的分形分析

员美娟 郑伟 李云宝 李钰

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单毛细管中赫切尔-巴尔克莱流体的分形分析

员美娟, 郑伟, 李云宝, 李钰

Fractal analysis of Herschel-Bulkley fluid flow in a capillary

Yun Mei-Juan, Zheng Wei, Li Yun-Bao, Li Yu
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  • 运用分形理论给出了非牛顿流体中的赫切尔-巴尔克莱流体在单毛细管中的渗流分形模型. 此模型将赫切尔-巴尔克莱流体的流量、流速、启动压力梯度和有效渗 透率与流体的流变特性、毛细管的结构参数联系起来, 并且不含经验常数, 每个参数都具有明确的物理意义, 所得分形模型更能体现出赫切尔-巴尔克莱流体流动的内在物理机理.
    A fractal model for Herschel-Bulkley fluid in a capillary is proposed based on the fractal theory. The proposed model relates flow rate, velocity, starting pressure gradient and effective permeability to the rheological characteristics of fluid and the structural parameters of capillary, and all parameters in the proposed expressions have clear physical meanings. The analytical expressions reveal the physical principle for Herschel-Bulkley fluid flow in a capillary.
    • 基金项目: 中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室开放课题基金(批准号:PRP/open-1206); 西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金(批准号:PLN1113); 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室开放基金、 国家自然科学基金(批准号:41102080)和武汉科技大学绿色制造与 节能减排科技研究中心开放基金 (批准号:B1219)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Foundation of State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum, China (Grant No. PRP/open-1206), the Open Fund of State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, China (Grant No. PLN1113), the Foundation of Hubei Key Laboratory for Efficient Utilization and Agglomeration of Metallurgic Mineral Resources, the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 41102080), and the Open Fund of Research Center of Green Manufacturing and Energy-Saving and Emission Reduction Technology in Wuhan University of Science and Technology, China (Grant No. B1219).
    [1]

    Herschel W H, Bulkley R 1926 Colloid. Polym. Sci. 39 291

    [2]

    Govier G W, Aziz K 1972 The Flow of Complex Mixtures in Pipes (New York: Litton) p143

    [3]

    Balhoff M T, Thompson K E 2004 AICHE J. 50 3034

    [4]

    Balhoff M T, Thompson K E 2006 Chem. Eng. Sci. 61 698

    [5]

    Xu Y S, Wu F M, Chen Y Y, Xu X Z 2003 Chin. Phys. 12 621

    [6]

    Yuan Y, Shi S H, Luo M K 2011 Chin. Phys. B 20 040509

    [7]

    Xu Y S, Xu X Z 2002 Chin. Phys. 11 583

    [8]

    Wu B Z, Xu Y S, Liu Y, Huang G X 2005 Chin. Phys. 14 2046

    [9]

    Cai J C, Yu B M, Zou M Q, Mei M F 2010 Chem. Eng. Sci. 65 5178

    [10]

    Zhang C B, Chen Y P, Shi M H, Fu P P, Wu J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7050 (in Chinese) [张程宾, 陈永平, 施明恒, 付盼盼, 吴嘉峰 2009 物理学报 58 7050]

    [11]

    Cai J C, Yu B M, Zou M Q, Luo L 2010 Energy Fuels 24 1860

    [12]

    Jiang Z H, Zhao H F, Zheng R H 2009 Acta Phys. Sin. 58 7579 (in Chinese) [姜泽辉, 赵海发, 郑瑞华 2009 物理学报 58 7579]

    [13]

    Hua S C, Wang H G, Wang L Y, Zhang W, Liu G 2008 Acta Phys. Sin. 57 1241 (in Chinese) [华邵春, 王汉功, 汪刘应, 张武, 刘顾 2008 物理学报 57 1241]

    [14]

    Cai J C, Yu B M 2010 Fractals 18 417

    [15]

    Katz A J, Thompson A H 1985 Phys. Rev. Lett. 54 1325

    [16]

    Shen J, Wang Y, Wu X 1996 Acta Phys. Sin. 45 1501 (in Chinese) [沈军, 王钰, 吴翔1996 物理学报 451501]

    [17]

    Yu B M, Cheng P 2002 Int. J. Heat Mass Transfer 45 2983

    [18]

    Yun M J, Yu B M, Zheng W, Yuan J 2011 Acta Phys. Sin. 60 024703 (in Chinese) [员美娟, 郁伯铭, 郑伟, 袁洁 2011 物理学报 60 024703]

    [19]

    Wheatcraft S W, Tyler S W 1988 Water Res. Researches 24 566

    [20]

    Yu B M 2005 Chin. Phys. Lett. 22 158

    [21]

    Cai J C, Yu B M, Mei M F, Luo L 2010 Chin. Phys. Lett. 27 054701

    [22]

    Yun M J, Yu B M, Xu P, Cai J C 2008 Chin. Phys. Lett. 25 616

    [23]

    Cai J C, Yu B M 2011 Transp. Porous Media 89 251

    [24]

    Borghesani A F 1988 Encyclopedia of Fluid Mechanics (Houston: Gulf) p89

    [25]

    Deshpande N S, Barigou M 2001 Chem. Eng. Sci. 56 3845

    [26]

    Cavatorta O N, Tonini R D 1987 Int. Commun. Heat Mass 14 359

    [27]

    Yu B M, Li J H 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1569

  • [1]

    Herschel W H, Bulkley R 1926 Colloid. Polym. Sci. 39 291

    [2]

    Govier G W, Aziz K 1972 The Flow of Complex Mixtures in Pipes (New York: Litton) p143

    [3]

    Balhoff M T, Thompson K E 2004 AICHE J. 50 3034

    [4]

    Balhoff M T, Thompson K E 2006 Chem. Eng. Sci. 61 698

    [5]

    Xu Y S, Wu F M, Chen Y Y, Xu X Z 2003 Chin. Phys. 12 621

    [6]

    Yuan Y, Shi S H, Luo M K 2011 Chin. Phys. B 20 040509

    [7]

    Xu Y S, Xu X Z 2002 Chin. Phys. 11 583

    [8]

    Wu B Z, Xu Y S, Liu Y, Huang G X 2005 Chin. Phys. 14 2046

    [9]

    Cai J C, Yu B M, Zou M Q, Mei M F 2010 Chem. Eng. Sci. 65 5178

    [10]

    Zhang C B, Chen Y P, Shi M H, Fu P P, Wu J F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7050 (in Chinese) [张程宾, 陈永平, 施明恒, 付盼盼, 吴嘉峰 2009 物理学报 58 7050]

    [11]

    Cai J C, Yu B M, Zou M Q, Luo L 2010 Energy Fuels 24 1860

    [12]

    Jiang Z H, Zhao H F, Zheng R H 2009 Acta Phys. Sin. 58 7579 (in Chinese) [姜泽辉, 赵海发, 郑瑞华 2009 物理学报 58 7579]

    [13]

    Hua S C, Wang H G, Wang L Y, Zhang W, Liu G 2008 Acta Phys. Sin. 57 1241 (in Chinese) [华邵春, 王汉功, 汪刘应, 张武, 刘顾 2008 物理学报 57 1241]

    [14]

    Cai J C, Yu B M 2010 Fractals 18 417

    [15]

    Katz A J, Thompson A H 1985 Phys. Rev. Lett. 54 1325

    [16]

    Shen J, Wang Y, Wu X 1996 Acta Phys. Sin. 45 1501 (in Chinese) [沈军, 王钰, 吴翔1996 物理学报 451501]

    [17]

    Yu B M, Cheng P 2002 Int. J. Heat Mass Transfer 45 2983

    [18]

    Yun M J, Yu B M, Zheng W, Yuan J 2011 Acta Phys. Sin. 60 024703 (in Chinese) [员美娟, 郁伯铭, 郑伟, 袁洁 2011 物理学报 60 024703]

    [19]

    Wheatcraft S W, Tyler S W 1988 Water Res. Researches 24 566

    [20]

    Yu B M 2005 Chin. Phys. Lett. 22 158

    [21]

    Cai J C, Yu B M, Mei M F, Luo L 2010 Chin. Phys. Lett. 27 054701

    [22]

    Yun M J, Yu B M, Xu P, Cai J C 2008 Chin. Phys. Lett. 25 616

    [23]

    Cai J C, Yu B M 2011 Transp. Porous Media 89 251

    [24]

    Borghesani A F 1988 Encyclopedia of Fluid Mechanics (Houston: Gulf) p89

    [25]

    Deshpande N S, Barigou M 2001 Chem. Eng. Sci. 56 3845

    [26]

    Cavatorta O N, Tonini R D 1987 Int. Commun. Heat Mass 14 359

    [27]

    Yu B M, Li J H 2004 Chin. Phys. Lett. 21 1569

  • [1] 赵大帅, 孙志, 孙兴, 孙怀得, 韩柏. 基于分形理论的微间隙空气放电. 物理学报, 2021, 70(20): 205207. doi: 10.7498/aps.70.20210362
    [2] 吕月兰, 尹向宝, 孙伟民, 刘永军, 苑立波. 染料掺杂液晶填充毛细管的激光发射特性研究. 物理学报, 2018, 67(4): 044204. doi: 10.7498/aps.67.20171844
    [3] 周宏伟, 王林伟, 徐升华, 孙祉伟. 微重力条件下与容器连通的毛细管中的毛细流动研究. 物理学报, 2015, 64(12): 124703. doi: 10.7498/aps.64.124703
    [4] 马岩冰, 张怀武, 李元勋. 基于科赫分形的新型超材料双频吸收器. 物理学报, 2014, 63(11): 118102. doi: 10.7498/aps.63.118102
    [5] 尚慧琳. 受迫Holmes-Duffing系统安全域分形及时滞速度反馈控制. 物理学报, 2012, 61(18): 180506. doi: 10.7498/aps.61.180506
    [6] 行鸿彦, 龚平, 徐伟. 海杂波背景下小目标检测的分形方法. 物理学报, 2012, 61(16): 160504. doi: 10.7498/aps.61.160504
    [7] 杨娟, 卞保民, 闫振纲, 王春勇, 李振华. 典型随机信号特征参数统计分布的分形特性. 物理学报, 2011, 60(10): 100506. doi: 10.7498/aps.60.100506
    [8] 杨娟, 卞保民, 彭刚, 李振华. 随机信号双参数脉冲模型的分形特征. 物理学报, 2011, 60(1): 010508. doi: 10.7498/aps.60.010508
    [9] 员美娟, 郁伯铭, 郑伟, 袁洁. 多孔介质中卡森流体的分形分析. 物理学报, 2011, 60(2): 024703. doi: 10.7498/aps.60.024703
    [10] 刘耀民, 刘中良, 黄玲艳. 分形理论结合相变动力学的冷表面结霜过程模拟. 物理学报, 2010, 59(11): 7991-7997. doi: 10.7498/aps.59.7991
    [11] 张丽, 刘树堂. 薄板热扩散分形生长的环境干扰控制. 物理学报, 2010, 59(11): 7708-7712. doi: 10.7498/aps.59.7708
    [12] 姜泽辉, 赵海发, 郑瑞华. 完全非弹性蹦球倍周期运动的分形特征. 物理学报, 2009, 58(11): 7579-7583. doi: 10.7498/aps.58.7579
    [13] 张程宾, 陈永平, 施明恒, 付盼盼, 吴嘉峰. 表面粗糙度的分形特征及其对微通道内层流流动的影响. 物理学报, 2009, 58(10): 7050-7056. doi: 10.7498/aps.58.7050
    [14] 郭铁英, 娄淑琴, 李宏雷, 简水生. 用于制作光子晶体光纤的毛细管的拉制理论与实验分析. 物理学报, 2009, 58(7): 4724-4730. doi: 10.7498/aps.58.4724
    [15] 孟田华, 赵国忠, 张存林. 亚波长分形结构太赫兹透射增强的机理研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3846-3852. doi: 10.7498/aps.57.3846
    [16] 李 彤, 商朋见. 多重分形在掌纹识别中的研究. 物理学报, 2007, 56(8): 4393-4400. doi: 10.7498/aps.56.4393
    [17] 疏学明, 方 俊, 申世飞, 刘勇进, 袁宏永, 范维澄. 火灾烟雾颗粒凝并分形特性研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4466-4471. doi: 10.7498/aps.55.4466
    [18] 曹士英, 张志刚, 柴 路, 王清月, 杨建军, 朱晓农. 束缚高压强气体中成丝的空心毛细管芯径对光谱展宽的影响. 物理学报, 2006, 55(10): 5294-5297. doi: 10.7498/aps.55.5294
    [19] 韦中超, 戴峭峰, 汪河洲. 毛细管中柱对称类面心结构胶体晶体的光谱特性. 物理学报, 2006, 55(2): 733-736. doi: 10.7498/aps.55.733
    [20] 曹士英, 王 颖, 张志刚, 柴 路, 王清月, 杨建军, 朱晓农. 空心毛细管束缚高压气体成丝的光谱演变. 物理学报, 2006, 55(9): 4734-4738. doi: 10.7498/aps.55.4734
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-08-15
  • 修回日期:  2012-01-08
  • 刊出日期:  2012-08-05

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