氣液兩相流聯(lián)箱中流量分配的理論和實驗研究.pdf

1、徑向引入聯(lián)箱的并聯(lián)分支管兩相流量分配問題廣泛存在于電站鍋爐、換熱器和蒸汽發(fā)生器等受熱部件中。兩相流動的特點決定了流量分配過程中存在著嚴(yán)重的相分離現(xiàn)象,使聯(lián)箱各個分支管不能保證兩相均勻分配,會影響換熱設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運行,因此研究聯(lián)箱內(nèi)的兩相流量分配問題具有重要的實用價值和理論意義。
　　 搭建了空氣.水兩相流分配實驗臺,針對徑向引入單入口和雙入口兩相流聯(lián)箱開展了實驗研究,主要進(jìn)行了入口流型為分層流、波狀流和氣彈狀流下聯(lián)箱內(nèi)并聯(lián)分支管

2、的兩相流量分配研究。實驗研究發(fā)現(xiàn)入口干度在0.006～0.244、質(zhì)量流速在56～570kg/m2.s范圍內(nèi)時,徑向引入聯(lián)箱分支管中的兩相流量分配極不均勻。
　　 為了定量分析聯(lián)箱分支管內(nèi)的兩相流動分配規(guī)律,提出了徑向引入多并聯(lián)分支管聯(lián)箱中的兩相流量分配計算方法。應(yīng)用分流和分支T型三通管相分離計算模型,計算得出徑向引入單入口和雙入口聯(lián)箱并聯(lián)分支管流量分配結(jié)果,計算結(jié)果和實驗結(jié)果相符良好。
　　 應(yīng)用計算流體力學(xué)(CFD)

3、中自由表面模型,分析聯(lián)箱內(nèi)部兩相流量分配規(guī)律和兩相流動變化過程,數(shù)值模擬結(jié)果和高速攝影結(jié)果均顯示徑向入口聯(lián)箱內(nèi)部會出現(xiàn)明顯的氣液分層現(xiàn)象,形成一個波動的氣水界面,影響了各分支管相分配的均勻程度。
　　 首次提出加裝笛形管均流器能夠改善徑向引入聯(lián)箱并聯(lián)分支管流量分配,提高氣液兩相分配均勻程度。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)笛形管均流分配器能夠有效解決普通聯(lián)箱內(nèi)部兩相分層波動造成的流量分配不均問題。首先進(jìn)行了徑向單引入聯(lián)箱的兩相流量分配的實驗研究,實

4、驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器后聯(lián)箱分支管的流量分配接近單相分配；其次實驗比較了三種不同結(jié)構(gòu)笛形管均流器的優(yōu)缺點,結(jié)果證明三種笛形管均流分配器均能不同程度地改善聯(lián)箱分支管兩相流量分配；然后針對徑向雙入口聯(lián)箱進(jìn)行了實驗研究,實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器不僅能夠獲得滿意的兩相流量分配,而且能夠在一定程度上解決雙入口不對稱引入引起的兩相流量分配不均問題；最后高速攝影發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器后與聯(lián)箱形成的環(huán)形空腔內(nèi)能夠形成塊狀流動,有效改善氣液分層現(xiàn)象