气固两相流动测量技术的现状与展望

主要阐述了气固两相流动测量技术的现状，分析比较了几种新型的测量技术在气固两相流动领域中的应用状况及各自的应用范围。并指出了现有技术不能完全满足测量要求，需要进一步的发展和完善。     

平面气垫叶栅内气—固两相流动的特性研究

用计算方法对进入具有由粘性流动模型导出的初始条件的气相流动主流区及边界层区的颗粒轨迹进行跟踪，并引入边界惯性模型、分析气垫叶片特有的加厚边界层对造成磨损的粒子轨迹的影响，结果表明气垫叶栅中气垫对粒子的作用会改善叶片表面的工作环境，从而起到了减轻对叶片磨损的作用。     

矩形通道内纵向涡发生器作用下流场的PIV实验研究

利用PIV系统对矩形通道内布置纵向涡发生器时的二次流结构进行了测量,并与光通道的流动结构进行了比较.分析了组合翼、辅翼的布置位置和布置方式对流动结构的影响.实验结果表明,在光通道入口附近,由于地球自转作用空气产生整体旋转运动,随着流动的进行,旋涡强度减弱,最后形成多个小旋涡.与光通道相比,纵向涡发生器产生的旋涡强度及影...     

直吸式太阳能热化学反应器内工质流动特性的数值模拟

采用CFD软件,选用离散相追踪模型对直吸式太阳能热化学反应器内悬浮粒子系的运动轨迹进行三维数值模拟,从而得到反应器内离散颗粒相的运动轨迹.对比不同进口速度下反应器内的粒子轨迹可知,反应器存在一个最佳进口速度,使悬浮粒子系在反应器内达到较好的悬浮流动状态.通过分析模拟结果,在采用粒径为0.5μm,密度为550 g/m3的炭黑颗粒的情况下,理论研究所采用的反应器的最佳进口速度为2 m/s.     

垂直管道浸取器内悬浮液中分散相流动模型的研究

采用颗粒示踪、光电检测、微机采集数据来研究垂直管道浸取器内液固两相流中分散相的流动模型．选用扩散模型，但流速需用分散相的真实流速．将检测的电压应答值换算成浓度应答值，用矩阵法求出理想脉冲应答，然后用非线性回归求取直管段的混合扩散系数，并作关联．     

垂直管道浸取器内固相颗粒浓度的测量

用发光二级管和光敏电阻及相应的电路组成测试系统,可把管道内的固相颗粒浓度转换成电信号,将该电信号与微机的A／D卡相连,可实现连续、高速、多点、在线测量管道内固相颗粒的浓度。     

垂直管道浸取器内悬浮液中连续相流动模型

本文选用扩散模型。用盐水示踪，微机采样来研究垂直管道浸取器液固两相流中连续相的流动模型。在各管段进口和出口同时检测应答，换算成为理想脉冲应答，然后用非线性最小二乘法回归，求出混合扩散系数。依此按直管段，上回湾和下回弯分别作关联。     

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．     

矩形管道内高分子减阻液的减阻特性

在设计较高稳定度矩形管道流动系统和可控人工扰动设备基础上,通过有效地率定管道断面尺寸,对高聚物(PAM)减阻液的减阻特性,特别是反应点和极限减阻线进行实验研究,为以“聚合物层流”存在为基础的减阻机理假说,提供矩形管道内的实验证据及实验基础.     

摇摆运动时窄矩形通道内两相流动阻力特性实验研究

摇摆运动作为一种典型的海洋条件,会对管内的气液两相流动过程产生较大影响.通过摇摆条件下空气-水在窄矩形通道内流动阻力特性的实验,研究摇摆运动对两相流动过程的影响.实验在常温常压条件下进行,通道尺寸为40 mm×1.6 mm,摇摆角度分别为10°、15°和30°,摇摆周期分别选为8、12、16 s.实验结果表明,摇摆条件下瞬态摩擦压降的变化具有明显的周期性,摇摆周期越小,摇摆振幅越大,即摇摆运动越剧烈,摩擦压降的波动幅度也越大;摩擦压降波动幅度随着含气率的增加而增加,随着流速的增加而减小.     

提升管气固两相流中颗粒速度的实验研究

用新型 5 -光纤速度探头对 16m高循环床提升管 8个截面上的颗粒速度进行了直接测量。结果表明 :沿提升管轴向 ,颗粒速度径向分布不均匀性逐渐增加 ,并最终趋于较为稳定的抛物线分布 ;通常认为近壁区颗粒速度Vp <0的情形 ,只能在离开提升管底部一定距离且在Gs相对较高或Ug 相对较低的操作条件下才会出现。表观气速Ug 对颗粒速度的影响明显大于颗粒循环量Gs的影响 ,Ug提高 ,提升管内颗粒速度都将显著增加 ;提高Gs将使颗粒速度降低 ,但对提升管充分发展段中心区影响较小。     

窄深式矩形明渠紊流流速分布规律研究

针对目前明渠流速分布计算中所存在的问题,考虑窄深式矩形渠道流速分布受侧壁影响大,选取能反映侧壁处竖向流速分布规律的抛物线形式,根据三维雷诺方程,建立了矩形渠道的紊流数学物理模型,推导出了水流受侧壁影响下的全断面流速分布公式和平均流速横向分布公式。通过矩形水槽实验,验证表明,在y/h>0.2时,侧壁处的测点误差都在5%左右,渠道中心区域误差在3%以内;但在y/h<0.2误差比较大,最大误差达10%。与以往紊流公式相比,精度更高,物理意义更加明确,表明本文公式能较好地反映紊流流速分布特性,具有较高的理论意义和实用价值。     

矩形通道内强化表面的传热研究

使用三种强化器，在矩形通道内进行受迫对流实验。整个实验是在ＲｅＤ＝２．２×１０３～６．２５×１０３范围内进行的。根据每种强化器的实验数据，关联出相应的经验公式ＮｕＤ＝ｃＲｅＦｍ，对各种强化器的强化特性进行了研究；并利用强化比ＮｕＤ／ＮｕＤ。对三种强化器的强化效果进行比较，实验结果表明：深齿强化器优于浅齿，浅齿优于孔板强化器。     

刚性双层植物河道水流垂向流速分布试验研究

天然河道中植物高低不等,为了研究在淹没条件下含刚性双层植物河道的水流流速垂向分布规律,试验在矩形平底水槽中,采用PVC圆柱棒对刚性植物进行模拟,用三维多普勒超声测速仪(ADV)对流速进行测量,分析在两种不同高度植物存在的情况下流速的变化规律。试验结果表明:(1)高棒之后区域的流速分布曲线存在4个拐点,分布曲线分为5个部分,各部分水流特性各不相同。(2)短棒之后的区域的流速分布曲线存在3个拐点,分布曲线分为4个部分。这两个区域的流速分布曲线的形状在短棒之上、高棒之下的部分有所不同,其他部分大体相似。(3)短棒之下的水流速度大小不尽相同,但在高棒之上的水流流速分布逐渐收敛于一条对数曲线上,高棒之上的水流流速分布符合无植物水流水面附近的流速分布情况。     

高速PIV布撒技术的改进研究

基于上海交通大学高超创新实验室现有技术,为发展高速PIV技术而改进开发了高速PIV粒子布撒系统。针对原有系统经常无法有效布撒粒子的缺陷,从系统中的管道、高压气体、喷嘴等几个方向下手进行改造,设计了新的高速PIV粒子布撒系统。对管道进行了软管化设计,高压气体采用干燥的氮气,喷嘴则设计成能在罐体中产生旋流的结构。对于这些改造进行了分析和实验测试,证明了这些改造能加强布撒粒子的效果。最后提出了这套系统可以继续改进的一些方向。     

粉体水平管道分层流动速度分布的PDA研究

研究了气固两相分层流动在水平管道中的速度分布规律 ,进一步认识分层流动的两相作用机理 ,掌握分层流动的规律 .在一个采用流化罐给粉的气力输送试验台上 ,以平均粒径 35 .6 μm的玻璃微珠为试验物料 ,应用二维PDA系统 ,对水平方管内气固两相分层流动的速度分布进行了测量 ,并对试验数据进行了分析 .研究表明 ,在输送质量比不高于 2 0kg·kg-1(固 /气 )的输送条件下 ,PDA测量是可行的 ,分层流动的两相流场表现为湍流的特性 .随着输送浓度的提高 ,颗粒相对输送过程的影响越来越显著 ,脉动行为更加强烈 .     

倾斜管中气－液两相流摩擦压降的研究

本文对倾斜管中气一液两相流摩擦压降进行了试验研究。试验参数为：系统压力０～０．６ＭＰａ，水流量０～４ｍ３／ｈ，空气流量０～４０ｍ３／ｈ。得到了计算倾斜管摩擦阻力的计算公式，所得计算结果与试验结果符合良好。     

放置翼型的槽道湍流的实验研究

在槽道底部放置翼型导致的压力梯度的变化大大增加了槽道湍流的复杂性。通过激光多普勒测速仪（LDV）对放置翼型的槽道湍流进行了实验测量,并进行了初步的统计特性分析。研究发现,压力梯度对湍流统计特性有明显影响,并且翼型前后出现了湍流的逆梯度输运现象,逆梯度输运区域随着压力梯度呈现有规律变化。     

密相液固两相湍流中颗粒浓度分布的研究

分析了密相液固两相湍流中影响颗粒浓度分布的因素,在颗粒浓度控制方程中,计入了由于颗粒相湍流强度分布的不均匀而引起的颗粒浓度湍流对流输运项,从而避免了原方程不能预测颗粒浓度可以逆梯度湍流输运的局限性。由竖直上升管中密相液固两相湍流流动的数值计算表明,本文模型所预测的颗粒浓度分布与实际情况符合较好。