基于查询表的环状流初始携带份额分析计算

气液两相流临界热通量对工业设备的安全性有重要影响,液膜干涸模型是预测气液相环状流临界热通量的有效方法。确定环状流起始点、初始和平衡状态的携带份额、携带现象的发生条件、液滴沉积率以及携带率对模型的计算精度都起着决定性的作用。通过大量研究目前已经得到了适用于不同条件下的经验关联式来预测此模型中的大多数参数,然而环状流起始点的初始携带份额至今仍需通过假设来确定。以广泛应用于核工业的临界热通量查询表为依据,针对界限含气率区间建立环状流液膜干涸模型,对使模型计算值满足查询表工况的初始携带份额进行分析,拟合得到其与Weber数及液相Reynolds数的关联式,预测值偏差大多在±30%内。     

基于查询表的环状流初始携带份额分析计算

气液两相流临界热通量对工业设备的安全性有重要影响,液膜干涸模型是预测气液相环状流临界热通量的有效方法。确定环状流起始点、初始和平衡状态的携带份额、携带现象的发生条件、液滴沉积率以及携带率对模型的计算精度都起着决定性的作用。通过大量研究目前已经得到了适用于不同条件下的经验关联式来预测此模型中的大多数参数,然而环状流起始点的初始携带份额至今仍需通过假设来确定。以广泛应用于核工业的临界热通量查询表为依据,针对界限含气率区间建立环状流液膜干涸模型,对使模型计算值满足查询表工况的初始携带份额进行分析,拟合得到其与Weber数及液相Reynolds数的关联式,预测值偏差大多在±30%内。     

内加热式螺旋流流动沸腾传热研究

本文研究了内加热式螺旋流流动沸腾传热的传热性能与临界热通量问题，提出了有旁流和无旁流时沸腾传热系数的计算方法，并进行了验证。     

水平微翅管内环状流两相强制对流蒸发换热的计算模型

对水平微翅管内的环状流流动和换热特性进行了分析.考虑微翅管内环状流液膜中的扰动和二次流的作用,借用粗糙管速度分布和摩擦相似函数建立了水平微翅管内环状流两相强制对流蒸发换热系数的预测模型.理论计算值与实验数据相比较,结果较令人满意.     

三相流环状集输管网流型研究

油气水三相流动广泛存在于石油和天然气开采过程中,因此对油气水三相流流动型态的觃律迚行研究是热力计算模型和油田集输管道水力的基础,也为解决油田中混输问题提供了重要的实用价值及经济效益。以大庆低渗透油田第八采油厂三矿7#--4计量间环2作为试验环路迚行CFD数值模拟,按照油气水三相流的不同油水界面特征、气液界面特征最终划分为4种流型,并模拟了不同含油率、不同含气率、不同速度条件下的流型,得到了不同条件下流型图及流型变化觃律。这为外围油田环状集输管网的流程运行探索了新的途径,为实现环状集输管网设计计算提供理论支撑。     

携带流反应器中稻壳气化过程的火用分析

引言生物质能作为一种可再生的清洁能源,可以减少CO2、NOx、SOx及颗粒物的排放[1],其开发利用受到世界各国的极大关注[2]。生物质气化被认为是生物质利用的最有前途的能源转化方式之一[3],已经成为能源研发与利用的一大研究热点。研究结果表明,气化器或者锅炉是能源转化和利用过程中效率最低的一个操作单元[4],因此,气化器效率的提高能在很大程度上改善整个能源转化过程[5]。在忽略热量损失时,一个绝热良好的气化器的     

倾斜通道内泡状流空泡份额分布特性

对窄矩形通道(3.25 mm×43 mm)和常规圆管(i.d.50 mm)内泡状流空泡份额分布特性进行了实验研究,探究倾斜对气泡和气液界面分布的影响。实验以空气和纯净水为工质,倾斜角度为5°、10°和15°。结果表明窄矩形通道内空泡份额主要呈壁峰型分布,未观察到核峰型分布;常规圆管内存在核峰型和壁峰型两种分布类型。倾斜对窄矩形通道和常规圆管内壁峰型分布影响相似,即随着倾斜角度的增加,靠近上壁面的峰值被加强,靠近下壁面的峰值被削弱直至消失。对于圆管内核峰型分布,倾斜导致中间宽峰向通道上部倾斜,且峰值随倾斜角度增加而增大。此外,竖直和倾斜条件下壁峰型分布的峰值较常规圆管更加接近通道中心位置。     

一个简单实用的神经网络环状流参数估计器

环状流是一种典型的两相流.人们常用线性反投影法(LBP)对其进行快速成像.但由于该算法精度不高,本质上是一种定性算法,得到的效果不能令人满意.本文以电阻抗层析测量系统(ERT)中LBP法为研究对象,分析其存在的缺陷和产生缺陷的原因.针对理想环状流这一特定流型提出并建立一个基于BP神经网络的参数估计器来计算管道内含油区面积.仿真表明,对环状流使用该估计器能够获得较好的结果.     

倾斜通道内泡状流空泡份额分布特性

对窄矩形通道（3.25 mm×43 mm）和常规圆管（i.d.50 mm）内泡状流空泡份额分布特性进行了实验研究,探究倾斜对气泡和气液界面分布的影响。实验以空气和纯净水为工质,倾斜角度为5°、10°和15°。结果表明窄矩形通道内空泡份额主要呈壁峰型分布,未观察到核峰型分布;常规圆管内存在核峰型和壁峰型两种分布类型。倾斜对窄矩形通道和常规圆管内壁峰型分布影响相似,即随着倾斜角度的增加,靠近上壁面的峰值被加强,靠近下壁面的峰值被削弱直至消失。对于圆管内核峰型分布,倾斜导致中间宽峰向通道上部倾斜,且峰值随倾斜角度增加而增大。此外,竖直和倾斜条件下壁峰型分布的峰值较常规圆管更加接近通道中心位置。     

环形狭缝通道内气液两相环状流流动特性

建立了环形狭缝通道内气液两相环状流的理论模型 ,该模型计及环状流气芯流动的可压缩性、气液两相间的相滑移、气相对液滴的夹带作用等因素 .考察了两相流质量流量和干度对压降、液滴速度相对变化和狭缝喉部气芯通流面积的影响 .用建立的理论模型对空气 -水两相环状流通过环形狭缝的两相压降进行预测 ,预测值和试验值吻合良好     

上升管内环状流含液体积分数与压降预测模型

对垂直上升管中气液二相环状流的含液体积分数及压降预测进行了研究,在充分考虑了环状流的流型特征以及合理假设的前提下,以二相流动力学理论和Wallis有关经验式为基础,推导出了环状流的数学模型。通过求解力学方程,获得了含液体积分数及压降预测的新模型,将新模型及已有模型与实验数据进行对比,结果表明,新模型不仅与实验结果符合良好,还具有计算速度快的特点,从而为垂直上升管内气液二相环状流含液体积分数与压降的预测提供了一种新的有效方法。     

环状流液滴夹带率测量方法及分析

针对气液两相环状流液膜参数溯源问题,设计了一种液膜在线提取装置和基于液膜质量流量测量的夹带率测量方法。该装置利用超声波测距传感器对储液箱液位进行实时监测并反馈至控制系统,利用单片机控制抽气泵开关实现对环状流多孔渗水介质管段内外差压调节控制液膜析出速率,使用换向器实现计量和废液管路切换并记录两次切换之间的时间间隔。利用精密电子天平对取出液膜进行称重测量,结合记录时间和液相质量流量计测量结果实现液膜质量流量和液滴夹带率等参数的测量。在小口径高精度气液两相流模拟装置进行了75组实流验证实验,并结合两种典型夹带率模型预测结果对测量系统进行了科学评价。研究结果表明,液膜质量流量和液滴夹带率测量结果可溯源,测量准确度高,为研究气液两相环状流液膜流动特性提供了一种可靠的实验测试方法。     

T形微通道内环状气液两相流相分离

以氮气为气相工作介质,以不同表面张力的液体（纯水、0.01%SDS溶液、0.5%SDS溶液、乙醇）为液相工作介质,对矩形截面为100 μm×800 μm的T形微通道内的气液环状流进行了相分离可视化实验。实验结果表明：环状流液相在侧支管中采出占优势。液相采出分率主要集中在0.25～0.65之间;气相采出分率在0.1～0.8,液相采出分率的增长幅度随着气相采出分率增加而变大。当气相表观速度一定时,液相采出分率随着两相流液体速度的增加而降低;当液体表观速度一定时,气体速度变化对液相采出分率影响不大;当两相的表观速度一定时,液相采出分率随着液体的表面张力降低而减小。所得实验数据与其它尺寸的数据进行比较,发现管径尺寸对环状流相分离有较大影响。     

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。     

同心环形管强迫流动与传热实验研究

在高温高压沸腾二相流实验系统上,实验研究了窄缝为2.05 mm的同心环形管,在不同加热条件下水的流动阻力与传热特性。2种加热方式为单内管或单外管电加热,通过处理实验测量的管壁温度获得传热系数。得到了以下结果:层流向紊流转变的临界雷诺数为2 300;环形管内的流动阻力系数小于普通圆管,外管加热时的摩擦系数小于非加热条件时的数值;窄缝环形管内换热有一定强化,高于相同条件下的圆管内紊流换热;内外管同时加热时,相比仅外管加热而言,外管的换热得到了抑制;得到了环形管内流动摩擦阻力系数与传热系数的实验关联式。     

Predictive model of the entrained fraction in horizontal oil-water flows

Knowledge of entrained fraction of one phase into the other during dual continuous liquid-liquid flows, where both phases retain their continuity at the top and bottom of the pipe but there is dispersion of one phase into the other, is important for predicting pressure drop and hold up in this pattern. However, there is only limited amount of experimental information available on entrained fractions and almost no modelling attempts for their evaluation. In this paper, a semi-empirical model is proposed for predicting the entrainment of one phase into the other in dual continuous horizontal oil-water flows based on the balance between drop entrainment and drop deposition rates and assuming no slip between dispersed and continuous phases. Drop entrainment occurs when the detaching drag force on the waves of stratified wavy flow overcomes the attaching surface tension force. A force balance on the wave developed by Al-Wahaibi et al. [2007. Transition between stratified and non-stratified horizontal oil-water flows: part II (mechanism of drop formation). Chem. Eng. Sci. 62, 2929-2940] is used to predict the drop volume that entrains into the opposite phase. For the calculation of the drop deposition rate a correlation developed for gas-liquid systems was initially used. However, improved predictions are obtained with a new deposition rate constant that was developed from available data on entrained fraction in oil-water flows. The model with the new deposition rate constant is able to predict reasonably well experimental data available in the literature on entrained fraction in different oil-water flow systems.     

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%。     

Modelling of phase redistribution of horizontal annular flow divided in T-junctions

A phase redistribution model for annular flow divided in T-junctions is developed. The model consists of two sub-models accounting for phase distribution in the inlet to the junction and phase redistribution in the junction, respectively. In modelling phase redistribution in the junction, the dividing streamlines for each phase were determined separately assuming that the phenomena is mainly governed by the fluid inertia and pressure distribution in the junction. The overall model is capable of predicting phase redistribution in T-junctions having horizontal inlet and any branch orientation. The predictions of this model and those of other available models are compared with experimental data. The predictions of the present model were found to be in better agreement with the experimental data than other available models and correlations.     

假塑性高粘流体垂直管内流动沸腾CHF

以ＣＭＣ水溶液为介质，对高粘幂律流体进行了垂直管内流动沸腾超临界热流的研究。测定了３１组临界热流数据，建立了临界热流关联式。计算值与实验值的偏差为１７．７％。