单回路液氦脉动热管气液两相流数值模拟

为了探究液氦脉动热管的传热机理,建立了单回路液氦脉动热管的二维数值模型。基于多相流VOF(Volume of Fluid)方法对该模型进行了数值求解,模拟了该液氦脉动热管的初始状态以及运行状态。其中初始状态为气液交替分布的饱和静止状态。运行状态为方向变化的脉动流动状态,流型为塞状流。分析了液氦脉动热管的流动与传热特性。     

低温气液两相流中压力波传播特性研究

以竖直管路中的液氧-气氧两相流体为研究对象,构建了液氧流动冷凝与压力波传输数学模型,并通过实验数据验证了数学模型的正确性。数值模拟了不同流速下液氧-气氧的流动冷凝过程,得到了流速对压力波传播情况的影响规律。结果表明:过热气氧在液氧中发生流动冷凝的过程中,沿流动方向截面含气率逐渐减小,且随着入口流速的增加,气氧在管内冷凝的长度逐渐增加;在恒定扰动频率下,管路内流速越大,压力波的传播速度越慢,衰减幅度越大。     

气液两相流界面波的双平行电导探针测量方法研究

使用双平行电导探针，通过测量气液两相瞬时液膜厚度，来反映气液两相流界面上的波动规律，对经测量系统进行了理论和实验研究，根据界面波的物理特性，设计出一种能够快速准确地测量液膜厚度的电导探针系统，并且提出了一种不受实验条件变化影响的探针标定方法。通过对水平管内空气－水气液两相流分层流界面厚度的测量，证明这种方法是切实可行的。     

脉动流和强声对气粒两相流中颗粒凝聚集作用的研究

本文提出了在气粒两相流中流体介质脉动并注入强声的颗粒动力学方程,求得解析解,并进行了研究分析,得出了脉动流和强声对加速颗粒碰撞凝聚的影响等重要结论,该结论与实际相符。     

环形管流量计测量气液两相流研究

提出了一种基于环形管流量计的新型气液两相流流量测量方法.设计了多圈环形管流量传感器,通过对多圈环形管的水平直径上和垂直直径上四个差压信号进行分析,建立了不同位置差压信号与总体积流量和总质量流量的关系模型,并由此获得气液两相流的混合密度,实现了气液两相流分相流量的测量.     

机载蒸发循环系统两相流换热特性实验研究

相变传热凭借其良好的传热能力和较低的能耗的特点在航空航天领域的电子设备冷却尤其是蒸发制冷循环系统中得到应用。飞行器在机动飞行或进出大气层都会遇到超重状态。超重状态下的两相流的流动及传热特性相对于静止状态时候发生了很大的变化。以流动水为介质,通过搭建旋转平台对超重状态下两相流系统进行了实验研究,得到流体在过载时流动特性和传热特性的初步变化规律。结果显示超重对流动和换热都会产生显著影响。试验结果对于飞行器上相变换热器的理论分析和设计积累了有价值参考资料。     

水平管内气液两相流型及换热的研究进展

通过系统介绍水平管内凝结的气液两相流型,以及不同坐标形式的流型图,得出水平管内环状流、波状流和雾状流之间转换的判据。另外,列举了水平光滑管和内螺纹管内凝结换热的经验型关联式,为计算管内凝结换热提供依据。并提出了下一步研究工作的建议。     

双锥流量计气液两相流空隙率测量研究

设计了一种结构简单、对加工工艺要求较低的双锥流量计,并用于气液两相流参数的测量.提取双锥流量计的差压波动信号的特征值,采用无量纲分析方法建立分相含率的测量模型,通过优化方法获得局部最佳的模型参数.在气液两相流实验装置上开展了实验研究.结果表明,所建立的分相含率测量模型可在一定的空隙率范围内对气液两相流含气率进行有效的测量.     

双锥流量计气液两相流测量模型研究

设计了一种直径比为0.8的新型双锥流量计.在管道内径为50 mm、干度范围为0.002 5～0.04的工况下,采用该流量计对水平管道气液两相流流量的测量进行了实验研究.在水流量标准装置上对该流量计进行了标定,分析了其流出系数.基于均相流和James模型,提出了一种混合密度的修正方法.利用双锥流量计的差压信号,分别对均相流模型、James模型以及修正的模型进行气液两相流总流量测量误差分析.实验结果显示,经密度修正的模型对总流量测量的相对误差可控制在6%以内,均方根误差为2.94%,表明修正后的模型可对总流量进行有效的测量,双锥流量计用于气液两相流测量可以获得较好的效果.     

电导探针测量气液两相流持液率的研究

文章主要对气液两相流的持液率进行了试验研究,介绍了环状和双平行电导探针的制作、标定和应用特点。试验结果表明,应用环状探针测量气液两相流持液率比双平行探针的测量效果好。并利用电导探针测量系统研究了不同流型下气液两相流的持液率随时间变化的特点、气液两相流的持液率随气、液量的变化特点以及持液率与压力的关系。     

循环预冷气液两相流压降特性及引射气等效研究

分析了液体运载火箭低温动力系统循环预冷的驱动力,总结了管路内气液两相流动压降的主要计算方法,深入研究不同工况垂直管路上升低温气液两相流压降各组成部分比例情况及影响因素,得到了气液两相流不同气体组分间压降等效转化关系,并利用计算模型与实验数据进行了对比验证,为低温动力系统循环预冷工程应用和仿真分析提供参考。     

新型气液两相流相含率检测装置特性研究

油气开采及油气运输中流体不分离计量是实现低碳生产的有效途径,气液两相流检测技术是实现这一目标的关键技术基础。利用近红外光谱技术作为研究测量方法,在水平管道上设计沿两相流流动方向进行测量的气液两相流相含率检测装置,将原有探头径向放置测量的方式改为沿流体流动方向进行测量,提高被相应的接收探头接收比例,达到准确测量的目的。利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)仿真软件,优化装置结构。在新型测量装置上完成多个工况点的实验测试,得到相含率与近红外测量电压信号之间的数学模型,且相对误差分布在0.11%以内,为今后气液两相流不分离检测提供一种新方法 。     

气液两相流问题的高精度数值模拟

采用加权三阶ENN格式离散Euler方程、LS运输方程及其重新初始化方程的空间导数,耦合三阶Runge-Kutta法离散它们的时间导数,LS法追踪运动界面和MGFM 法定义界面边界条件,探讨了气液两相流问题的高精度数值模拟。通过一维大密度大压力比实验的数值模拟,以及二维水下爆炸过程中冲击波的产生、传播、反射、透射和水面隆起等演化过程的数值模拟,验证了本文方法的可行性和稳定性,可实现气液两相流的高精度数值模拟及其运动界面的高分辨率追踪。     

气液两相流流型振荡诱发制冷循环不稳定性的实验研究

研究利用变制冷剂流量制冷循环的实验平台结合流动显示方法发现:1)蒸发器出口的制冷剂气液两相流流型存在过热蒸汽流和雾状流两种型式,二者之间存在一个转变过渡区域,此时,两种流型闪动交替出现,回气温度随机性波动;2)膨胀阀出口(即蒸发器入口)的制冷剂气液两相流的流型存在液一气分相流、泡一气分相流两种型式,二者之间也存在一个转变过渡区,此时两种流型交替出现,制冷循环周期性振荡,蒸发温度、回气温度、排气温度等参数周期性波动:且振荡周期随着制冷循环制冷剂流量的增大而缩短.     

水平管内气液两相流诱导振动的数值研究

利用多场耦合有限元软件ADINA,结合任意拉格朗日-欧拉(ALE)动网格方法,对水平弯管内气液两相流诱导振动问题进行了数值模拟研究;重点考察了管结构振动响应特性及流型、体积含气率β和分相折算速度等对激振力的影响。计算结果表明:管结构动态响应表现为低频带内随机振动和周期性振动的混合,响应主频随分相折算速度的增加而逐渐增大。脉动激振力均方根值FRMS在环状流时最大,长泡状流时最小;β在60%~100%范围内且固定两相平均流速时,FRMS随β的增大而减小;FRMS随分相折算速度的增加而增大。最后通过建立数学模型总结出了水平弯管内气液两相流诱导振动的机理,并提出了针对性的减振措施。     

卷式反渗透膜的气液两相流清洗特性

建立新型膜清洗装置,将压缩空气和化学清洗液形成气液两相混合流体对2.5英寸(1英寸=25.4 mm)卷式反渗透膜进行清洗研究.系统地探讨了气液两相流清洗过程中清洗液流量、气体流速、气液比、清洗时间对膜截留率和通量恢复率的影响.结果表明清洗液在0.12 L/rain时,即可获得较好的膜通量恢复率.不同过滤面积的反渗透膜,清洗液的临界流量不同,超过该流量对膜通量恢复率无明显影响.膜通量恢复率随气体流速的增加而增加,聚酰胺材质反渗透膜气速上限是18 m/s,更高的气速将降低膜截留率.气液比在2000∶ 1～3000∶1范围内能有效提高膜通量恢复率.两相流清洗时间一般不超过15 min就能获得理想清洗效果.     

基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法

对电阻层析成像技术和图像的小波纹理特征进行了研究,提出一种基于层析成像的气液两相流相关流量测量方法,实现了液相流量的准确测量。利用电阻层析成像技术和相关算法对不同泡型下的相含率、渡越时间进行检测,得到气相流量;利用小波分析提取出层析成像的流型纹理特征;从而基于BP神经网络建立不同泡型下的气液两相流的相关流量测量模型。实验结果表明,液体流量的测量精度可以达到3%以内。     

曝气池气液两相流模拟的湍流模型比较

曝气池中的流动是一种复杂的两相流动过程,利用FLUENT软件可对气液两相流场进行模拟。引入Eulerian多相流体模型后,分别采用标准k-ε模型和RNGk-ε这两种湍流模型进行模拟,模拟结果不同。将模拟结果分别与实测值进行对比分析,可表明由标准k-ε模型模拟出的结果与实测值吻合更好。     

压力型雾化喷嘴射流喷雾气-液两相流数值模拟

为了研究喷雾压力和环境气流速度对射流喷雾的雾化效果及喷雾雾场的均匀性的影响,基于流体力学理论,建立压力型喷嘴喷雾的数值计算模型,利用计算流体动力学软件Fluent对喷雾雾场进行气-液两相流数值模拟研究,并通过大量的数据统计定量分析雾滴粒径的分布情况。结果表明:在喷射压力一定时,风速越大雾滴飘移能力越强,风速过大或过小都将严重影响雾化雾场的均匀性;在一定范围内喷射压力越大,雾化效果越好,所形成的雾滴平均粒径越小。     

基于声发射技术的气液两相流相含率测量方法

气液两相流动广泛存在于石油、化工、管道运输、核反应堆等领域,利用声发射检测技术的非侵入式优势,对管内两相流动系统的进行无干扰,通过检测气液两相流动噪声,实现气液两相流相含率的测量。通过提取垂直管气液两相流流动噪声信号特征参数,在时域、频域分析方面分辨单相流动与两相流动的差别,研究两相流动的流动机理、流型过渡特性、流动噪声与流动形态之间的关系。在垂直管弹状流流型下,利用重标极差分析法(R/S分析法)对所测得垂直管气液两相流流动噪声进行分析,提取的垂直管两相流声发射信号作为输入量,利用支持向量机回归的方法,克服两相流声发射信号的非线性关系,成功建立相含率测量模型。