搖擺對豎直管內(nèi)氣液兩相流型的影響.pdf

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

2、借助壓差波動(dòng)的時(shí)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(chǎn)生點(diǎn)；利用分相流模型，通過定性分析確定管內(nèi)壓降變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)即為彈狀流向攪混流轉(zhuǎn)變的產(chǎn)生點(diǎn)。通過對實(shí)驗(yàn)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(zhì)量流速、搖擺角度和搖擺周期的改變而發(fā)生變化。在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)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(jì)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(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)該模型能夠很好地預(yù)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(yùn)動(dòng)分析，在結(jié)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(chǔ)上，本文提出了一個(gè)新的搖擺條件下單相水流經(jīng)光滑管的摩阻系數(shù)半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。在此基礎(chǔ)上，結(jié)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(jì)算式，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了對比，計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值符合較好。在充分考慮搖擺附加慣性力的影響