摇摆状态下矩形通道内弹状流压力模型

本文通过可视化方法对竖直与倾斜条件下矩形通道内弹状流单元的参数进行研究,尝试给出摇摆状态下矩形通道内弹状流压力模型。通过图像处理给出气弹段空泡份额以及两相速度的计算关系式,并验证漂移流模型在液弹段的适用性,给出弹状流单元的长度份额以及空泡份额的计算关系式。根据实验结果给出摇摆条件下矩形通道内弹状流压力组分的模型,并重点分析摩擦压降模型的适用程度。结果表明,弹状流压力模型可很好地预测摇摆条件下矩形通道内的压力。     

摇摆对水平管内气液两相流流型的影响

本文对水平放置在摇摆台架,随台架做偏离水平位置的左右往复运动的管内空气-水两相流流型进行了实验研究.实验发现,低流速时,摇摆状态下水平管内流动变得很小稳定,流型发生周期性的改变:当水平管处于倾斜向上或倾斜向下状态时,管内流型分别有些近似于非摇摆的稳态倾斜上升或倾斜下降管内流型,并且流型转变要经历一个发展的过程,发展快慢与气相和液相流速大小有关;而在高液相或高气相流速时,摇摆状态下与非摇摆稳定状态下的两相流流型相近,主要有泡状流、间歇流(弹状流和准弹流)和环状流.根据可视观察以及气液界面在一个摇摆周期内的整体特征和部分时间段的局部特征,定义了不同流动条件下气液两相流的流型,给出了摇摆状态下水平管内气液两相流流型图.     

摇摆状态下竖直管内弹状流单元物理模型解析

通过建立质量守恒方程和弹状流稳定存在条件等方程,对摇摆状态下竖直管内充分发展的弹状流单元物理模型进行解析.在此基础上,给出摇摆状态下弹状流平均空泡份额计算关系式,并与实验值进行比较,结果符合较好.因此,该弹状流单元物理模型是进一步分析摇摆状态下弹状流流动特性的基础.     

摇摆状态下水平管内气-水两相流流型的判定方法

对摇摆状态下水平管内气-水两相流流型进行了实验研究.实验发现,摇摆状态下两相流的压差波动有明显的周期性.本文根据各流型压差波动的差异判断摇摆状态下水平管内气-水两相流的流型.结果表明:通过与可视化观察和高速摄影观察的流型相比,利用压差特性曲线可以很好地判断摇摆状态下气-水两相流的流动型式.     

起伏振动状态下倾斜管气液两相流型实验研究

在起伏振动状态下对倾斜管内气液两相流进行了实验研究。将振动装置与两相流实验回路相结合，改变管道倾角和振动频率、振幅，分析其对流型转变的影响。研究发现振动条件下的流型与稳态下相比有较大区别，通过对流型分类发现两种新流型为珠状流、起伏弹状流。绘制流型转换边界图结果表明，倾角的增加使起伏弹状流在流型图中的区域扩张，其他流型的区域相对减小。振动频率和振幅对流型转换边界的影响相似，振动频率和振幅增加会使珠状流和准弹状流区域有所增加。3种变化因素中振动频率对流型转变的影响最大。     

基于WMS的无旋和螺旋气液两相流流型及空泡份额实验研究

为探究气液两相流流型从无旋状态转变为螺旋状态前后的流型特征及空泡份额时空分布特性,基于高速摄影仪和自主开发的丝网传感器（WMS）测量技术,对内径为30 mm的水平管内起旋装置作用下空气-水两相流的相态时空演变特性进行了可视化实验研究。结果表明,在起旋器诱导的离心力作用下,流场内存在明显的气泡聚并行为和液滴沉积现象,其中,泡状流将转变为螺旋气柱流,塞状流转变为螺旋间歇流,弹状流转变为螺旋环状流,环状流转变为螺旋丝带流;相比于弹状流和环状流,泡状流和塞状流的截面平均空泡份额在起旋器出口波动幅值明显减弱,但离心力场并未明显改变各流型从无旋状态转变为螺旋状态前后的截面平均空泡份额。      

摇摆状态下水平管内气-水两相流的流型研究

摇摆产生的惯性力以及水平管路发生向上和向下倾斜,会使管道内两相流的流动型式发生变化.本文对直径25mm管内气-水两相流在摇摆周期为15s、摇摆角度为10°状态下的流型进行了实验,研究了气-水两相流在摇摆状态下的流动型式,并给出了流型图.实验结果表明,在一些气-水流量区域,两相流体在一个摇摆周期内存在两种流动型式.     

起伏非线性振动下倾斜上升管内气液两相流流型转变分析

本文对不同起伏非线性振动条件下倾斜上升管内气液两相流流型及转变规律进行实验研究，借助高速摄影仪对起伏非线性振动状态下气液两相流的流型进行分类。结果表明，倾斜上升管气液两相流有弥散泡状流、起伏弹状流、准弹状流和液环式环状流4种。对弥散泡状流向起伏弹状流和准弹状流向液环式环状流的转变机理进行分析，在稳定状态转变机理的基础上引入振动参数，建立了考虑振动加速度的关系式。本文建立的流型转变关系式与实验结果吻合较好。     

摇摆状态下窄矩形通道内两相流流型特性研究

以空气和水为工质,在40mm×1.6mm的窄矩形通道内对竖直状态和摇摆状态下两相流流型进行了研究。流型由拍摄照片辨别,实验通道内观察到的流型有泡状流、弹状流、搅混流和环状流,绘制出窄矩形通道内的流型图,并与常规尺寸圆管内两相流型进行了对比。摇摆对窄矩形通道内流型的影响与常规尺寸圆管相似,但由于狭小空间的限制及表面张力的作用,摇摆对两相流动并无明显影响。     

摇摆运动对弹状流向搅拌流转变边界的影响研究

流型的精确识别对于改进两相压降的计算精度有重要意义。本文利用静止时实验数据对现有弹状流向搅拌流的转变准则进行了验证评价。在此基础上选择符合最好的转变准则，引入摇摆运动产生的瞬变外力场，构建了摇摆条件下弹状流 搅拌流转变准则，利用摇摆条件下的实验数据进行了验证。对转变准则进行分析，结果表明，在现有工况范围内，随摇摆振幅的增大，弹状流向搅拌流转变略有提前，而摇摆周期对流型转变的影响可忽略。