穩(wěn)態(tài)和脈動下窄矩形通道內(nèi)兩相界面參數(shù)研究.pdf

1、本文對穩(wěn)態(tài)和脈動工況下水平窄矩形通道內(nèi)的兩相界面參數(shù)展開了實(shí)驗(yàn)研究，所研究的界面參數(shù)包括空泡份額、界面面積濃度、索特平均直徑和氣泡密度。實(shí)驗(yàn)在脈動臺上完成，采用去離子水和氮?dú)鉃楣べ|(zhì)、流道形狀為40mm×4mm的矩形窄縫通道，水量控制是由變頻器和正弦波生成軟件來實(shí)現(xiàn)的。采用高清攝像機(jī)對通道內(nèi)兩相流的流動狀態(tài)進(jìn)行拍攝，并自主編寫了 MATLAB圖像后處理程序，獲取了大量的兩相界面參數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　穩(wěn)態(tài)條件下水平窄矩形通道內(nèi)兩相流動的

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，窄矩形通道內(nèi)空泡份額的徑向分布可歸納為兩類，遠(yuǎn)離中心峰型和核峰型。核峰型的主要特征與圓管內(nèi)的核峰型特征基本一致，而遠(yuǎn)離中心峰型時，空泡份額在流道中心位置處變化平緩，且其最大值出現(xiàn)在流道中心與壁面間的某個位置處，這可能與氣泡在窄矩形通道內(nèi)所受壁面力有很大關(guān)系。五種常用計算模型對于窄矩形通道內(nèi)的界面面積濃度的預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值相對誤差較大，由于它們都是基于較大尺寸的圓管提出的。基于實(shí)驗(yàn)所獲取的界面面積濃度IAC數(shù)據(jù)，擬合給出了適用

3、于窄矩形通道的界面面積濃度計算公式。
　　脈動條件下水平窄矩形通道內(nèi)兩相流動的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，脈動對空泡份額、界面面積濃度、索特平均直徑、氣泡密度等兩相界面參數(shù)的平均特性和瞬時特性都有影響。對于上述界面參數(shù)的時均值，出現(xiàn)了脈動工況時均值大于或小于穩(wěn)態(tài)值的情況，其不同的對比情況主要與通道內(nèi)氣泡尺寸有關(guān)。而對于上述界面參數(shù)的瞬時特性則較為復(fù)雜，不同脈動參量的影響對上述參量的瞬時變化影響不同。脈動周期的變化(從10s到20s)未顯著改變兩