竖直窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

针对窄矩形通道内弹状流的气弹行为和阻力特性问题,以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43mm的竖直矩形通道进行了弹状流的可视化研究。实验共获得111组数据,气、液相雷诺数范围分别为55~2 042和1115~22 016。实验结果表明,气弹上升速度随两相折算速度线性增加;气弹长度随液相折算速度的增加而减小,随气相折算速度的增加近似线性增大;气弹区(1≤L*b<2),气弹宽度随气相流量的增大而显著增大,到达加长气弹区(L*b≥2),气弹宽度基本稳定。基于两相折算速度的雷诺数对实验数据进行拟合,拟合关系式的误差为14.7%。     

气液两相弹状流动的实验研究──液弹长度及Taylor气泡长度份额

研究了垂直及倾斜上升管内,充分发展弹状流的液弹长度、Ｔａｙｌｏｒ气泡长度份额以及液弹长度在弹状流发展过程中的变化情况．希望研究结果对改进目前广泛使用的有关倾斜上升弹状流的不全面的理论能有一定的帮助．     

起伏管路气液两相弹状流液弹特性实验

为了探究起伏管路中气液两相弹状流液弹频率与液弹长度随管路倾角、折算速度的变化规律,采用实验测量方法建立不同倾角的起伏管路,设置不同的气液折算速度.根据气液工质导电特性的差异,利用电导探针测量管路中不同工质通过探针时的电信号变化,得到不同工况下的气液两相弹状流流动特性参数.结果表明,气液两相弹状流的液弹频率与管路倾角无关...     

垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度研究

目的建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型．方法通过考虑Ｔａｙｌｏｒ气泡与尾随液弹之间的气体交换建立垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度模型;用实验来验证和评价模型的正确性．结果模型计算结果与本文实验数据及其它相关数据进行了比较,两者符合较好,模型计算值与实验数据的误差在±２０％以内．结论推荐的模型可以准确地预测垂直上升气液两相弹状流液弹空隙度．     

垂直上升弹状流中Taylor气泡上升流速的研究

用势流理论研究了Taylor气泡在垂直管内的上升速度.给出了液体速度分布对气泡上升速度的影响,导出了气泡头部形状方程;提出了液体流动为层流和紊流时气泡上升速度的表达式,研究结果与实验数据进行比较,符合较好.     

卧式矩形截面螺旋通道内气液两相流压力降特性研究

以空气和水为工质,对卧式矩形截面螺旋通道内气-液两相流动压降特性进行了实验研究.对实验结果进行了分析,分别对比了均相模型和分相模型的计算关联式.结果表明,均相模型的计算关联式不适用于卧式矩形截面螺旋通道内两相流压降的计算,而分相流模型整体吻合较好,但实验值和预测值仍有较明显误差.为此结合实验数据,以Lockhart-Martinelli分相模型为基础,提出了一种新的两相流动摩擦阻力压力降的计算式,与实验数据的误差较小,能够很好的预测本试验段的实验结果.     

基于有限元模型的气液两相弹状流混输管线振动特性研究

参照输送单相流体的管道系统,建立了输送气液两相弹状流的管道系统动力学方程,使用有限单元法对所建立的方程进行了求解,重点考虑了弹状流的间歇性特征.具体分析了不同气液两相流量下系统的固有振动特性.研究结果表明,对于输送气液两相弹状流的管道系统,其固有频率随着流动的进行会做同弹状流液弹频率一致的周期性变化.如果固定气相流量,...     

部分膜点接触弹流的摩擦及温度特性分析

采用简化的部分膜点ＥＨＬ模型，在完全数值求解的基础上，对其摩擦力及表面闪温进行了完全数值分析，结果表明，部分膜弹流下，膜厚比及滑滚比对其摩擦力、表面温度及油膜特性均有很大影响。其热效应不能忽视。     

固液两相流体弹流润滑实验研究

实验研究含有固体微粒添加剂的润滑流体在弹流润滑状态下的摩擦学性能。在新型圆盘试验机上应用间接测试方法，即激光透射法测得了其在弹流润滑状态下的平均中心油膜厚度和摩擦系数。将这些测试数据与线接触微极流体弹流润滑理论的计算结果进行比较，结果表明：含有固体微粒添加剂的润滑流体有增大油膜厚度的作用。     

矩形断面明渠中恒定均匀流的机械能损失

明渠流中机械能损失的确定是水力学乃至工程流体力学中的重要内容.以构建的明渠恒定流新的总流能量方程及矩形断面明渠三维层流运动的理论解为基础,通过理论分析与三维数值计算,就矩形断面明渠中恒定均匀流的机械能损失系数随雷诺数及宽深比的变化进行了深化研究,得到如下成果:1)在层流条件下,机械能损失系数一般均与雷诺数和宽深比有关,只有对宽深比大于6.5的宽浅明渠,其相应流动的机械能损失系数才仅与雷诺数有关,且在雷诺数相同的条件下,一般矩形断面明渠流的机械能损失系数要大于宽浅明渠流的机械能损失系数;2)在紊流条件下,机械能损失系数也一般均随雷诺数与宽深比而变,但对给定的宽深比,存在相应的特征雷诺数,当流动的实际雷诺数大于该特征雷诺数后,机械能损失系数则不再随宽深比而变化,且在宽深比一定的条件下,雷诺数越小,其机械能损失系数的修正值越大.     

二维矩形突起物绕流流动特性的实验分析

利用PIV技术，对在均匀来流条件下无压流流道内底壁矩形突起物流动的二维瞬时流速场进行了测量，得到了湍流情况下，两种台阶比（h1／h=2、4），相同流量（Q=40L／s）情况下突起物绕流流动特性及流场中旋涡生成发展与演化的一般规律．同时还对两种工况下流场结构的时均特点和突起物附近水面线的变化情况进行了分析．     

低温推进剂弹状汽泡形成过程的数值模拟研究

弹状汽泡形成过程的准确预测对于分析和预防低温推进剂的间歇泉现象具有重要意义.分析了竖直推进剂管内汽泡的碰撞及聚合机理, 建立了描述这一过程的MUSIG模型并进行了数值计算.与实验结果对比表明, 建立的模型能够有效预测竖直低温推进剂输送管内的汽泡起始聚合高度、弹状汽泡形成高度以及汽泡尺寸分布等重要参数, 为间歇泉现象的研究和抑制提供了理论依据.     

分汊河道水沙输移特征试验

根据分流河道的水沙特性,对现有的水沙输移计算模式进行了分类,总结了分汊河道分流分沙计算模式在国内外研究发展的现状,并进行了简要的分析评论,继而通过水槽试验对分汊河道整体水流结构和底沙输移演化特征进行了初步的探讨.试验结果表明:在汊道洲头和洲尾的局部范围内流速减小较明显,洲尾处出现水流分离区且左右两侧为高流速区;主、支汊流量的分配决定底沙输移强度,最大冲刷深度在主汊分流口下游.     

复式明渠水流运动的数值模拟

大多数平原河道都为具有主槽和滩地的复式河槽,且主槽和滩地的壁面粗糙度一般不相同.根据理论分析建立了适合于描述水力光滑、水力过渡和水力粗糙这三种壁面条件下时均流速沿垂线分布的统一公式,并利用该流速分布公式,采用Thatchell代数应力模型,对复式明渠粗糙度沿横向存在变化的流动进行了三维模拟.     

蒸发或冷凝薄液膜的时域稳定性特征

基于Prandtl边界层理论和完整的边界条件,采用Collocation方法,推导出沿倾斜壁面下降的在蒸发、等温和冷凝状态下普遍适用的二维降膜表面波扰动时域稳定性方程。通过研究蒸发或冷凝薄液膜流动的稳定性特征曲线,包括中性稳定性曲线和最快速波的特征曲线,分析了蒸发、等温和冷凝等不同状态下热毛细力、雷诺数、流体物性和壁面倾角对稳定性的影响,并讨论了上述各因素在不同雷诺数下的相对作用。