起伏振动倾斜上升管气液两相流摩擦阻力分析与计算

起伏振动下气液两相流摩擦压降的准确计算对海洋核动力的发展有重要意义。实验研究了不同振动和流动工况下30°倾斜上升管气液两相流摩擦压降的变化规律。结果表明,起伏振动下摩擦压降波动幅度和平均值显著增大。与静止状态相比,起伏振动下摩擦压降的多尺度熵值除泡状流外明显增大,且呈现大幅振荡现象,流动不稳定性更加显著。静止状态摩擦压降模型计算结果与实验值误差较大,现有模型对于起伏振动状态不适用。分析流动和振动参数对摩擦阻力系数的影响,发现其与均相雷诺数成反比,与振动幅值以及频率成正比。以大量实验数据为基础,建立了适用于起伏振动状态的摩擦阻力系数计算关系式,计算与实验结果吻合较好。     

垂直管内气液两相弹状流含气率研究

In order to investigate the influence of the entrance effect on the spatial distribution of phases, the experiments on gas-liquid two-phase slug flow in a vertical pipe of 0.03m ID were carried out by using optical probes and an EKTAPRO 1000 high speed motion analyzer. It demonstrates that the radial profile of slug flow void fraction is parabolic. Influenced by the falling liquid film, the radial profile curve of liquid slug void fraction in the wake region is also parabolic. Since fully turbulent velocity distribution is built up in the developed region,the void fraction profile in this region is the saddle type. At given superficial liquid velocity, the liquid slug void fraction increases with gas velocity. The radial profiles of liquid slug void fraction at different axial locations are all saddle curves, but void fraction is obviously high around the centerline in the entrance region. The nearer the measuring station is from the entrance, the farther the peak location is away from the wall.     

垂直上升气液弹状流中含气率分布的实验研究

彩和光导纤维探针和美国柯达公司生产的ＥＫＴＡＰＲＯ１０００型高速动态分析仪研究了生趣直上升管内气液两相弹状流中含气率分布,获得了有关弹状流入口区及充分发展区相分布的实验数据。     

垂直同心环形管内上升气液两相环状流含气率与压降预测

对垂直同心环形管内上升气液环状流的截面含气率及压降预测进行了研究.根据Kelessidis有关团状流向环状流转换的思路以及Wallis有关圆管内环状流积分分析的方法,考虑环形管的结构特征及环状流的流型特征,通过两相动力学理论建立了新的预测截面含气率及总压降的模型.将新模型及现有模型与实验数据的分析比较表明新模型对于总压降的预测效果较好.     

矩形截面螺旋通道内气液两相流局部含气率分布实验研究

应用电导探针测量技术,对矩形截面螺旋通道内气液两相流局部含气率进行实验研究。在不同的气相折算速度下,应用电导探针测量了弹状流弹单元的长度,并与可视化方法进行对比,验证了电导探针的可靠性,并为信号处理选择合适的阈值。分别在泡状流、弹状流及环状流三种流型的条件下,分析了气相与液相折算速度对局部含气率分布的影响。实验结果发现,螺旋通道气液两相局部含气率呈非对称的抛物线形分布,这种非对称性受流型和液相折算速度的影响。     

卧式矩形截面螺旋通道内气液两相流截面含气率测量研究

以空气和水为工质,对卧式矩形截面螺旋通道内气液两相流动特性进行了实验研究。根据以往截面含气率的计算方法,创新性地提出一种适合于卧式矩形截面螺旋通道内两相流动截面含气率的计算方法,并与漂移流模型进行比较,发现两种计算方法所得结果趋势相近,大部分符合较好,表明利用斜十字交叉法计算卧式矩形截面螺旋通道内气液两相流的截面含气率是可行的。并且对比Zuber-Findlay模型与Ishii模型发现,Ishii模型预测卧式矩形截面螺旋管通道内的截面含气率精度较高。     

起伏振动状态下倾斜管内两相流多尺度熵分析

将振动装置和气液两相流实验回路相结合,在起伏振动状态下对倾斜管内气液两相流进行实验研究,观察记录流型并使用多尺度熵方法对压差波动信号进行分析。研究结果表明振动条件下倾斜管内出现两种新流型为珠状流、起伏弹状流。同时对95种流动条件下的5种典型流型的差压波动信号进行多尺度熵分析。结果表明,不同流型在低尺度（前9个）下的熵值变化率有明显不同,高尺度下的熵值可以反映不同流型的动力学特性。     

垂直管气液两相环状流界面扰动波频率特性

气液两相环状流的相界面存在扰动波,波动频率是描述环状流界面扰动波特性的关键参数,对环状流的传质传热研究有重要参考价值。利用近红外光的吸收特性,设计了液膜检测装置,采用垂直对射光路设计,并通过置入式导光管屏蔽一侧液膜和气芯夹带液滴,实现了对环状流局部液膜的非接触式检测。在此基础上对界面扰动波进行了频域分析,运用功率谱密度估计,对50 mm管径竖直上升管环状流界面扰动波波动频率进行了定量研究,得到0.1～0.8 MPa不同压强条件下,共70个流动条件的环状流界面扰动波频率值。利用实验结果对现有模型进行验证分析,在此基础上利用Strouhal数描述液相流动条件的影响,利用Froude数描述气相流动条件的影响,建立了预测环状流界面扰动波波动频率的St-Fr模型,经实验数据验证预测的平均绝对误差（MAE）为11.42%。     

起伏振动水平管气液两相流型及转变机理

起伏振动下气液两相流型的准确判定对漂浮核电站参数设计有重要意义。对起伏振动水平管气液两相流型特性进行实验研究,定义了起伏振动新流型并得到了气液相分布变化规律,揭示了管径、振频和振幅对流型转变界限的影响规律,建立了泡状流-间歇流和间歇流/分层流-环状流的转变关系式。结果表明,在起伏振动下水平管内出现泡状流、间歇流、分层流以及环状流四种流型,其中间歇流包括泡-弹间歇和弹-塞间歇两种,且气液相分布随振动位置的变化呈规律性改变。在气相折算速度不变的条件下,管径、振频、振幅增加会使泡状流-间歇流边界向上移动,间歇流-分层流边界向下移动。在液相折算速度一定的条件下,管径、振频、振幅增加会使间歇流/分层流-环状流边界向右移动。考虑了振动的影响,建立适用于低频高幅起伏振动的间歇流向泡状流与环状流转变模型,预测和实验结果的相对误差绝对值的平均值分别为7.62%和12.68%。     

矩形小通道内气液两相流垂直向上流动特性

以氮气和水为实验介质,利用高速摄像机对水力直径为1.15 mm的矩形小通道内的气液两相垂直向上流动特性进行可视化研究,依次得到泡状流、弹状流、搅拌流和环状流4种典型的流型图像。针对小通道内气泡之间相互无遮掩性的优势,运用图像处理技术对流型图像分形增强,检测气泡边缘并填充后根据提出的气相体积模型,得到两相流动的含气率。结合实验数据,根据分液相Reynolds数把流动分为层流区、过渡区和紊流区,并对Chisholm关系式进行修正,结果表明：修正后的压降模型能较好地预测本文实验结果。     

利用U形管测量低压环雾状流与液束环状流体积含气率

由能量方程出发,根据U形管垂直上升段与下降段的重位压降与摩阻压降的大小及方向之间的关系求得体积含气率测量模型,并通过实验研究了体积含气率测量误差的影响因素,利用体积含气率测量误差与流动密度测量值之间的线性关系对体积含气率进行了修正,使测量精度明显提高,并通过独立实验进行了验证。最后分析了U形管测量低压气液两相流体积含气率的适用范围。     

气液两相流管线的计算与应用

气液两相流是一种复杂并常见的流态,如果管径选择不合适,会造成管线振动等问题,影响操作安全。本文以某炼厂其中一处气液两相流管线为例,采用公式计算与ASPEN PLUS软件模拟两种方式来计算管径,并利用CAESARⅡ软件进行配管应力分析,使气液两相流管线的应用更为合理。     

垂直上升管内有水平柱体时气液两相局部流型转变的研究

1 INTRODUCTION Gas-liquid two-phase cross flow and heat transfer exists in oil production and chemical facilities. With the rapid development of the technology of modern industry, the gas-liquid two-phase flow across a rod and heat transfer characteristics are studied more ex- tensively, and its thorough understanding is of great importance to the design and operation of processing equipment. Flow pattern and its transition are important in the study of multiphase flow. Because of the com…     

液相物性对壳侧不互溶双组分两相流截面含气率及两相压降的影响

在用空气-水、空气-0号柴油研究的基础上,用空气和质量浓度为30％的甘油水溶液研究了理想管壳式换热器壳侧平均截面含气率和两相压降,以期进一步考察不同液相物性的影响.研究表明,液相物性对两者均有一定影响.提出了不同液相物性时截面含气率的通用关联式.根据流型整理了两相摩擦因子.并提出了一种新的两相摩擦压降关联式,它能较好地预测不同液相物性时两相压降的实验数据.     

水平气液两相流管道振动实验研究

在分析水平气液两相流管道振动的典型问题及研究的基础上,利用气液两相流模拟实验装置及PL302双通道数据采集器等测试设备对水平气液两相流管道中的各种振动问题进行测试。并对测得的振动信号进行比较分析,得到上述振动问题的特性及规律,为今后研究该流动状态下的振动特性提供一定依据。     

基于分相流模型的气液两相流流量测量

从伯努利方程出发,基于分相流模型,推导出气液两相流流过文丘里管的流量公式.在分析了两相流通过节流装置的实际流动情况后,作者认为气液两相滑移比是影响流量公式误差的一个重要因素.在理论与实验研究的基础上,作者提出了气液两相流流过文丘里管的滑移比经验关联式.利用作者提出的滑移比经验关联式和分相流模型的流量公式测量两相流流量,体积流量误差的均方根小于5.1%,表明该方法适用流过文丘里管的两相流流量测量,尤其对于两相流动激烈的两相相互作用区域,流量误差满足测量的要求.     

γ射线法测量高压管束间气液两相流的截面含气率分布

在立式蒸汽发生器垂直管束间的气液两相流中，截面含气率是其中一个重要参数。使用γ射线法对高温高压下垂直管束间气液两相流截面含气率的分布规律进行了实验研究。实验压力分别为5、7、9 MPa，质量流速为300 kg/(m²?s)，热力学干度的范围为0.003 ~ 0.4。实验得到了垂直管束间截面含气率随热力学干度、体积含气率和压力的变化关系；并与经典公式的计算结果对比发现，在低干度区域，实验结果与Miropolskii模型、Smith模型和Armand模型偏差较大，均大于30%，在高干度区域偏差较小；基于Armand理论，通过多元线性回归法拟合出本文工况下平均截面含气率的计算关联式，与日本核动力工程公司(NUPEC)的实验数据偏差小于15%。本研究对蒸汽发生器的结构设计和流动特性研究具有重要意义。     

垂直上升气液两相弹状流模型

基于等效弹单元思想,改进了预测垂直上升管中充分发展气液弹状流流动特性的模型。 模型中考虑了界面切应力对液膜运动的影响;并在液弹空隙度预测中引入临界气体夹带速度的概念,以此来描述弹状流中大气泡尾部的混合特性。本文提出的模型还考虑了管径对液弹空隙度的影响。弹状流模型的计算结果得到本文及其他作者实验数据的验证。     

气液两相流相含率确定方法的研究综述

通过查阅大量气液两相流相含率检测和确定方法的相关文献,总结归纳了确定气液两相流相含率的常见方法,简要地对每种方法的原理和优缺点进行了阐述对比,借此提出了部分建议,旨在对后续气液两相流的研究和实验工作提供一些参考。     

倾斜管柱气液两相流持液率计算方法研究

倾斜管柱气液两相流持液率的计算方法在石油工业中具有重要地位。采用Beggs-Brill相关式、Mukherjee-Brill相关式、Eaton相关式和杜克勒Ⅱ相关式计算了倾斜管柱的持液率,通过实验手段测量相同气液体积流量下,不同角度的持液率数据,分析了上述4种计算式的准确性,发现Beggs-Brill相关式比较准确。对Beggs-Brill相关式进行了分析,发现当其他条件一定时,其计算的持液率关于管柱倾斜角度具有一定的对称性,对称轴为50°,倾斜角度为90°时和10°时计算的持液率相等,结合所测量的实验数据,做出曲线发现在倾斜角度在45°到60°之间持液率最大,倾斜角度为90°的持液率与为10°的持液率比较接近,同时持液率随角度的变化具有一定的对称性。