水平管氣水兩相彈狀流流動特性仿真研究.pdf

1、氣液兩相流是自然界和工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛存在的流動形態(tài)。氣水彈狀流是氣液兩相流的重要組成部分，由于其流動狀態(tài)復(fù)雜、參數(shù)多、變化大，對于彈狀流流動特性的研究以及參數(shù)的準(zhǔn)確預(yù)測一直是國內(nèi)外科學(xué)研究的重點與難點。
　　 國內(nèi)外對于彈狀流流動特性的研究主要以現(xiàn)場實驗與理論分析為主，并已取得很大的進(jìn)展，而以現(xiàn)代計算流體力學(xué)技術(shù)為手段的研究尚屬少數(shù)。本文將從兩相流的流動機理出發(fā)，利用數(shù)值仿真技術(shù)，對水平管氣水兩相彈狀流的流動特性進(jìn)行了研究。主

2、要完成工作如下：
　　 1.從彈狀流流動機理出發(fā)，應(yīng)用FLUENT軟件完成水平管道氣水兩相彈狀流的二維非穩(wěn)態(tài)仿真，得到彈狀流形成過程以及彈單元內(nèi)氣相含率、速度、壓力、湍流粘度分布情況。通過對預(yù)設(shè)截面處速度變化情況的觀察，得出彈單元內(nèi)的膜區(qū)和彈區(qū)的速度關(guān)系，并且由波動重復(fù)性研究彈狀流彈單元間的結(jié)構(gòu)特點。通過對壓力隨位置變化趨勢的分析，闡述了彈單元內(nèi)各區(qū)域壓降產(chǎn)生的原因，并在此基礎(chǔ)上歸納了壓降公式。
　　 2.為進(jìn)一步提取彈

3、狀流特性，研究彈狀流發(fā)展過程中的流動狀態(tài)與數(shù)值信息，在彈狀流研究中提出“初始位置”概念，采用統(tǒng)計學(xué)方法，得到不同條件下彈狀流初始位置的分布情況，總結(jié)出初始位置隨管道長度變化不明顯，與管道內(nèi)徑和入口水相表觀速度的變化呈正比關(guān)系，與入口氣相表觀速度的變化呈反比關(guān)系。
　　 3.根據(jù)不同入口速度下距初始位置相同距離處的彈長分布情況，以及管道內(nèi)不同觀測處的液彈長度分布情況，得出液彈長度隨入口氣相表觀速度增大而增大，隨入口水相表觀速度增大