气液螺旋环状流压降特性研究

考虑旋流衰减的影响，对气液螺旋环状流的压降特性进行研究并推导出了螺旋环状流压降预测模型。定义压降旋-直比系数为气液两相螺旋环状流和气液两相直流的压降之比，以此来表征旋流衰减对压降的影响。基于量纲分析的方法对压降旋-直比系数进行分析，推导出其表达式，压降旋-直比系数依赖于Lockhart-Martinelli 参数和气相Froude数变化。最终，得出了气液两相螺旋环状流的压降预测模型。在50 mm内径的水平管内对螺旋环状流的压降特性进行了实验研究，其中气相表观流速变化范围为10~16 m/s，体积含液率（LVF）变化范围为0.6%~4.8%。通过与实验数据进行对比，压降预测模型的相对误差在±15%以内，为工程应用提供了参考。     

文丘里管扩张段湿气流动特性与结构优化

对文丘里管扩张段加速压降和摩阻压降进行理论分析,利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)数值模拟方法针,对管径50 mm,节流比0.55的长喉颈文丘里,从扩张角度和扩张段形状入手设计了4种结构,寻找适合湿气流动且能提高文丘里前后差压比值K对液相体积含率LVF线性辨识能力的最优结构。模拟结果与理论分析吻合,表明差压比值K随扩张角度增加而增大,但难以实现线性辨识。扩张段采用椭圆弧结构,可通过减小加速压降增大摩阻压降提高K值对液相的分辨能力。同时必须保证扩张段与后直管段平缓连接,从而确保湿气流动形态稳定。椭圆弧结构与直线结构平缓相接的扩张段模型在保证湿气流动稳定前提下,将差压比K与LVF的线性度由原先的1.5%拓宽到4.5%。