搖擺對豎直管內氣液兩相流型的影響.pdf

1、當不同組分的兩相通過管道時，會形成多種具有不同流動特性的流型。流型的改變除了受設備中管道的結構、布置方式以及加熱狀態(tài)等影響外，還與設備是否處于靜止環(huán)境中有關。因此，本論文的主要目的就是借助于實驗和理論分析來研究搖擺對豎直管內氣一液兩相流型變化的影響。 實驗研究主要是在常溫常壓下的搖擺臺架上進行，試驗段為透明的有機玻璃管，空氣和水作為流動工質同向通過試驗段形成不同形狀的流型。實驗中觀察到，搖擺使得試驗段內的流型呈現(xiàn)周期變化的特征。

2、借助壓差波動的時域特征及可視化觀察的方法，本文確定了泡狀流和環(huán)狀流的產生點；利用分相流模型，通過定性分析確定管內壓降變化的轉折點即為彈狀流向攪混流轉變的產生點。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，管徑、搖擺周期和搖擺角度對流型存在的區(qū)域有明顯影響；在不同的流型下，平均截面含氣率隨著管徑、質量流速、搖擺角度和搖擺周期的改變而發(fā)生變化。在實驗研究的基礎上，本文給出搖擺狀態(tài)下泡狀流、彈狀流、攪混流平均空泡份額計算式。另外，根據(jù)混合相-單相并流模型，對搖

3、擺狀態(tài)下環(huán)狀流平均空泡份額的計算值與實驗值進行對比，發(fā)現(xiàn)該模型能夠很好地預測搖擺狀態(tài)下環(huán)狀流平均空泡份額。 通過對單相水在搖擺狀態(tài)下的運動分析，在結合雷諾數(shù)、搖擺角度和搖擺周期對單相摩阻系數(shù)變化影響的基礎上，本文提出了一個新的搖擺條件下單相水流經光滑管的摩阻系數(shù)半經驗關系式。在此基礎上，結合不同的流型特征，分別給出彈狀流、泡狀流和環(huán)狀流的摩阻壓降計算式，并與實驗值進行了對比，計算值與實驗值符合較好。在充分考慮搖擺附加慣性力的影響