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．     

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%。     

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,...     

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．     

并联硅基扩缩微通道内气液两相间歇流型与压降特性

采用以IDT高速摄像仪和Nikon生物显微镜为主体的可视化观测系统,实验研究并联硅基扩缩微通道内氮气/水气液两相间歇流型及压降特性.随气液两相表观流速变化,间歇流子流型依次呈现环状/单相液体交替流型、弹状/环状/单相液体交替流型、弹状/单相液体交替流型、雾状/弹状/单相液体交替流型和雾状/单相液体交替流型,得到不同气液两相表观流速下并联扩缩微通道流型分布图.研究表明,均相流模型的压降计算结果同实验值有较大出入.尽管分相流模型在一定程度上引入了气液两相的相互作用,其预测结果好于均相流模型,但是仍无法精确地描述并联扩缩微通道内氮气/水气液两相的运动与空间分布.     

气力提升管内流型识别的实验研究

以压缩空气、水和麦饭石陶瓷颗粒作为实验介质,利用高速摄像仪对气力提升管内的气液两相流流型及气液固三相流流型进行可视化分析识别。实验结果表明,采用高速摄像技术有效识别了气力提升管内的流型,观察到气液两相流中存在着4种流型:泡状流、弹状流、泡沫流、环状流。以气液两相流流型特征为基础参考,将观察到的气液固三相流流型归分为弹旋流、旋涡流、波浪流、聚泡流和环柱流5种。并对各流型间的转变机理进行了分析阐述。     

气液两相流动噪声特性及相含率测量模型

为了研究气液两相流噪声信号特性与体积相含率测量,采用多孔网与多孔孔板相结合的方法,设计了一种适合气液两相流动的噪声发生装置,运用CFD仿真优化设计了新型多孔孔板相含率测量装置,通过在管内设置多孔孔板阻流件,快速调整流场至平衡状态,突出噪声信号,以达到准确测量气液两相相含率的目的。利用声发射技术对流动噪声进行了探测,在河北大学气液两相流测试系统上进行了大量的实验测试,并运用现代信息处理方法对流动声发射信号进行了提取及分析,建立了泡状流、弹状流及过渡流型下气液两相流体积相含率测量模型,测量模型拟合体积含液率相对误差绝对值均低于4.8%。     

矩形通道弹状流液膜特性

为了深入探究矩形通道内弹状流机理,利用高速摄像系统,对矩形通道(3.25 mm×40 mm)内弹状流进行了可视化研究。实验中发现,泰勒气泡长度LT随分气相雷诺数ReG近似线性增长,但随着分液相雷诺数ReL增加,LT的增长速率减小。液膜脱离泰勒气泡时厚度δf随ReG增加而减小并趋于稳定,随ReL增加而增大。δf主要由ReG、ReL和LT决定;LT≥150 mm时,δf趋于稳定。液膜脱离泰勒气泡时速度Vf随ReL增加而增大。在低ReL时,Vf方向向下并随ReG增加而减小;当ReL≥9 102时,液膜始终向上运动,Vf随ReG变化较小,主要受ReL影响。通过数据回归分别得到了LT、δf和液膜相对脱离速度Vfr计算关联式,其与实验数据符合相对较好。     

气液两相流波动系数及其在流型识别中的应用

为了克服已有流型识别方法受主观影响大、在线识别困难和流型识别不准确等缺点，利用对气液两相流流型影响小、压力损失小的文丘里管测量差压信号,通过计算差压信号瞬时值平均方根与平均差压方根之间的比值得到气液两相流的波动系数，提出了双参数识别气液两相流流型的方法.波动系数表明了瞬时差压偏离平均差压的程度以及截面含气率的波动程度.两相流动越不稳定，截面含气率波动越大；气液两相流各截面状态的差异越大，波动系数越大.两相流波动系数表示两相流动的波动程度，使用波动系数可以直接将分层流与其他两相流流型区别开.实验结果表明，双参数识别气液两相流流型的方法受主观影响较小，可以有效识别泡状流、塞状流、弹状流、环状流和分层流.     

放电反应器内气液两相流混合过程的数值模拟

为了研究放电水处理技术中气液两相流的混合状况,对放电反应器内气液两相流混合过程进行了数值模拟,得到最佳气液两相混合条件.通过建立混合模型,在水流速度一定的条件下,在不同的气体流速和不同的出气孔个数的条件下进行了数值模拟计算,得到了不同工况下的YZ中心截面速度分布图,YZ中心截面水体积分数分布图,XY中心截面速度矢量分布...     

倾斜下降管内气（汽）—液两相流动特性研究

本文以空气－水为工质，对华南斜下降管内气－液两相流流型和摩阻压降进行了理论和试验研究，采用压差波动法测定流型，获蜊了不同流型下的压差波动信号，根据试验结果，绘制了不同倾角下的流型图，得到了四种主要流型的转换关系式。采用以分液相摩擦折算系数和马蒂内利参数Ｘ＾２的关系整理了倾斜下降流动摩擦阻力试验结果，在理论分析基础上结合试验结果，提出了三种流型下摩擦阻力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

组合式液弹隔振器传递特性分析及试验研究

液弹隔振器作用在直升机主传递通道上,能大幅降低旋翼传递到机身的振动载荷,是一种直接有效的隔振方式,在国外已被广泛研究并实现工程应用。根据动力反共振原理建立了组合式液弹隔振器模型,并基于广义Lagrange方程推导了其动力学方程。研究了液弹隔振器传递特性随参数的变化规律,并据此针对某民用直升机振动特性完成液弹隔振器主要参数设计。制作隔振器原理样件并开展组合式液弹隔振器传递特性试验,采用扫频方式考察液弹隔振器在不同激励频率及激振位移幅值下的位移传递率。结果表明,理论分析与试验结果具有较好的一致性,在3种激振幅值下,所设计的隔振器在反共振点仅有30%的位移传递率,表明组合式液弹隔振器具有较好隔振效率。理论分析显示液弹隔振器隔振效果受到多种设计参数的综合影响,针对特定隔振频率,需统筹完成隔振器参数设计。     

气液两相流波动系数及其在流型识别中的应用

为了克服已有流型识别方法受主观影响大、在线识别困难和流型识别不准确等缺点，利用对气液两相流流型影响小、压力损失小的文丘里管测量差压信号．通过计算差压信号瞬时值平均方根与平均差压方根之间的比值得到气液两相流的波动系数，提出了双参数识别气液两相流流型的方法．波动系数表明了瞬时差压偏离平均差压的程度以及截面含气率的波动程度．两相流动越不稳定，截面含气率波动越大；气液两相流各截面状态的差异越大，波动系数越大．两相流波动系数表示两相流动的波动程度，使用波动系数可以直接将分层流与其他两相流流型区别开。试验结果表明，双参数识别气液两相流流型的方法受主观影响较小，可以有效识别泡状流、塞状流、弹状流、环状流和分层流．     

倾斜下降管内气（汽）─液两相流动特性研究

本文以空气─水为工质，对倾斜下降管内气─液两相流流型和摩阻压降进行了理论和试验研究。采用压差波动法测定流型，获得了不同流型下的压差波动信号。根据试验结果，绘制了不同倾角下的流型图，得到了四种主要流型的转换关系式。采用以分液相摩擦折算系数和马蒂内利参数Ｘ２的关系整理了倾斜下降流动摩擦阻力试验结果。在理论分析基础上结合试验结果，提出了三种流型下摩擦阻力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。     

微小三通管弹状流与环状流相分配机理对比研究

采用计算流体动力学方法,通过改变支管倾角,对微小三通管道模型进行了数值模拟,研究了入口流型为弹状流和环状流时,微小三通管道的相分配特性,分析了管道中气相和液相的体积分数分布规律。结果表明,微通道内的相分离特性受上游两相流流型影响。弹状流气相优先在支管中采出,而环状流的液相优先在支管中采出。对比研究微小三通管弹状流与环状流相分配机理,入口流型为环状流时,支管倾角为60°的管内流动,经过三通管道,延续环状流稳定方面有较大优势,可获得最佳的相均匀分配;入口流型为弹状流时,当支管倾角减小为20°和30°时,两者质量分离效率相差小于5%,质量分离效率最低,可获得最佳的相均匀分配。     

小尺度垂直管内气液两相流型及转换界限研究

采用高速摄像仪(CCD)对垂直上升管(内径3 mm和5 mm)内空气-水两相流进行可视化研究。在实验范围内,拍摄到了泡状流,弹状流,扰动流,段塞流和雾状流5种典型流型图像;两种管径下气液两相流流型及流型转换界限不同,且5 mm管的流型转换区域与Mishima-Ishii模型相似;3 mm管道的转换边界与Akbar等模型具有一定的一致性。     

固液两相流体纯滚动线接触弹流完全数值解

应用Ｅｒｉｎｇｅｎ的微极流体理论，推导了含有固体微粒添加剂的润滑流体的雷诺方程，借助于牛顿选代法获得了弹流润滑的完全数值解，从而得到了流体的压力分布和油膜形状．计算结果表明，固液两相流体较之牛顿流体其压力分布无明显变化，而油膜厚度显著增加．     

水平管内气液两相流界面湍流各向异性分析

为探讨水平管内气液两相流湍流模型如何选择,提出水平管内气液两相流界面湍流为各向异性的猜想,分析了该界面湍流各向异性产生和发展的机理,指出界面湍流各向异性产生的湍流惯性力是水平管环状流形成的重要原因.通过比较二方程模型和雷诺应力模型(RSM)模拟同一个水平管环状流工况的结果来验证分析的正确性,在此基础上探讨了气液两相流湍流模型的选择依据.结果表明当水平管内气液剪切力较大时适合选用RSM模型,其他情况二方程模型和RSM模型均适用.     

电荷探针法液熵粒度及其分布自动测量系统的设计

介绍了电荷探针法液滴粒度及其分布自动测量系统的设计，此系统适用于测量气液两相流中液滴粒度及其分布。     

基于高阶谱的气液两相流差压波动信号的分析

针对水平管气液两相流差压波动信号的非高斯特性，提出了一种基于高阶谱技术的差压波动信号分析的新方法.通过对气液两相流差压波动信号的双谱分析，提取了不同流型下信号的非高斯特征.以信号双谱幅值的平均值作为特征值，对不同流型下信号偏离高斯分布的程度进行了定量地分析，并讨论了在不同管径下不同流型的差压波动信号的双谱特性及非高斯特征.实验结果表明，提取的特征值反映了信号偏离高斯分布的程度，据此可以作为气液两相流流型转变的判据.