水平管泡状流局部实验参数的概率统计方法

引　言在水平管泡状流相分布的实验研究方面 ,Ｋｏｃａｍｕｓｔａｆａｏｇｕｌｌａｒｉ[1] 对直径为 5 0ｍｍ的水平管中的泡状流做了较详细的测量 ,孙科霞等[2 ,3] 对直径为 2 0ｍｍ的水平管中的泡状流做了测量 .他们在对测量数据的处理中都假定气泡只沿一个方向运动 ,而没有考虑气泡的横向运动 .事实上 ,气泡在管内运动时 ,在各种力的联合作用下 ,不只是沿探针主轴方向运动 .气泡与探针轴向有一入口角 ,探针测得的只是一种表观速度 ,这一表观速度一般不等于气泡实际速度 .Ｄｉａｓ等[4 ]在对双头电导探针测得的垂直管泡状流参数统计时考虑…     

气液两相泡状流界面浓度的研究

用双头电导探针对水平管泡状流局部界面参数进行了测量。用概率统计方法对测量结果进行了处理 ,计算了气泡速度、气泡直径、气泡频率、界面浓度等局部参数。结果表明 ,界面浓度沿径向的分布与气泡频率沿径向的分布类似 ,都是靠管上壁较大、靠管下壁较小。其峰值都在距上壁r/R =0 .75— 0 .95之间。与直接用探针测得的速度计算结果比较 ,速度要高 0— 8.7% ,界面浓度要大 0— 35 .2 %。     

管柱式气液旋流分离器液膜厚度的空间分布特性

管柱式气液旋流分离器(GLCC)是一种耦合离心力与重力的分离设备,其上部筒体内旋流液膜的分布特征显著影响其分离性能。液膜厚度作为该旋流液膜的关键参数,掌握其分布规律可为理解液膜的流动机制奠定基础。利用纽扣式电导传感器测量了GLCC上部筒体内的液膜厚度,通过改变入口气液相流量、入口喷嘴尺寸,系统地研究了其空间分布特性。结果表明,操作参数一定时,液膜厚度沿轴向向上趋于减小;在某一轴向位置,液膜厚度随入口气量的增大呈现"S"形分布,随入口液量的增大而近线性增大;此外,入口喷嘴尺寸对液膜厚度的分布影响显著:在不同的轴向位置,不同尺寸喷嘴对应的液膜厚度间的大小存在差异。液膜厚度随气液量的变化规律证明液膜逃逸是GLCC液相分离效率降低的直接原因,而喷嘴尺寸对液膜厚度沿轴向分布的影响则反映了GLCC旋流效应与重力效应间的相互作用。     

水平管道气液两相流动态特性模型的研究

研究了低频脉动情况下应用均相模型法和分相模型法对水平直管段气液两相流动进行集中参数分析的方法。理论分析表明：管段固有频率主要决定于管段长度及 液两相流的空隙率等参数,与管段截面积的关系不大。实验证实了在层状流情况下上述结论是正确的,因而通过对其固有频率的测试有可能实现空隙率的测量。     

管道泡状流相分布模式和分布机理研究进展

对管道泡状流的相分布模式和分布机理进行了详细的回顾和介绍。从前人研究的结果发现,相分布与流动条件有关,对于小管径泡状上升流,相分布主要表现为壁面峰值分布、中间峰值分布、中心峰值分布、过渡分布和扁平分布模式;而对于小管径泡状下降流,相分布主要表现为偏离中心峰值分布、钟形分布和中心峰值分布模式。然而对于大管径泡状流,相分布与流向无关,主要表现为壁面峰值分布和中心峰值分布两种模式。除此之外,还存在双峰分布模式和双鞍分布模式。影响相分布的主要因素有气泡尺寸、管道尺寸、气液相速度、气泡的注入位置和注入方法、重力水平,而气泡尺寸为关键因素。调查发现,到目前为止仍未形成一个可以解释所有相分布模式的通用机理。部分物理现象仅通过分析升力、湍流扩散力、壁面斥力以及其他力的平衡给予定性分析。未来应进一步研究相间作用力模型、湍流相干结构对气泡输运机理等问题。     

倾斜对管内上升泡状流局部界面参数分布的影响

采用双头光纤探针法研究了倾斜对圆管内(I.D.50 mm)上升泡状流界面参数径向分布的影响。探针测量的局部界面参数包括局部空泡份额、界面面积浓度(IAC)和局部气泡通过频率。实验以空气和水为工质,表观速度分别为0.002~0.037 m·s^-1和0.072~0.569 m·s^-1;倾斜角度为5°、15°和30°。结果表明,竖直条件下界面参数呈核峰型、壁峰型、中间型及过渡型4种典型的分布。倾斜条件下大量气泡向上部聚集,界面参数分布不对称。中间宽峰向通道上部倾斜,且峰值随倾斜角度增加而增大。同时,下壁面附近峰值被削弱,甚至消失,上壁面附近峰值迅速增大。界面参数沿直径从r_i/R=-0.84到上半部分峰值处逐渐增加,且增加速率随倾斜角度增加而增大。倾斜条件下Sauter直径明显比竖直条件下大。     

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。     

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。     

斜孔塔板上气液两相局部统计特性研究

<正>煤气化生成的合成气用途广泛,就煤气用途而言主要有两个方面:整体煤气化联合循环发电(IGCC)和作为合成化工产品的原料。他们都对煤气净化提出严格的要求。未经净化的煤气直接进入IGCC系统,不仅影响传热效果还会影响设备的使用寿命,同时也会污染环境;而作为合成化工产品原料,如合成氨、醇类、烃类等碳氧化合物,在合成化工     

水平管道气液两相流中空隙率对动态压降信号的影响

引　言在化工、石油及动力等工程中 ,气液两相流动现象极为普遍 ,其研究得到了人们的广泛重视 .气液两相流动中的管道平均压降与其他流动条件及参数之间的关系已有较多的研究 ,得到了大量数学模型和经验公式可资工程设计应用[1,2 ],但对管道压降动态特性的研究还不多见 .而对于两相流系统安全性能的设计和运行状态监控等方面 ,管道压降的动态特性无疑是极为重要的参数 .另一方面 ,气液两相流动体系中的空隙率是表示气相浓度 (含气率 )的常用指标之一 ,它对确定气液两相流系统的流型、气液分相流量以及管道中的摩擦压降、重力压降和惯性压降…     

预测水平管气-液环状流周向液膜厚度分布的理论模型

针对水平环状流液膜厚度沿周向分布的不对称性 ,用 5组双平行电导探针测量了水平管内气液环状流沿周向的瞬态液膜厚度 ,得到了平均液膜厚度沿周向的分布规律 .分析了液膜向上输送的机理 .为更为准确地预测液膜厚度 ,综合考虑了扰动波抽吸作用机理、气体二次流机理及液滴沉降和携带机理 ;通过量级比较和应力平衡的方法 ,提出了一个预测液膜厚度沿周向分布的理论模型 .数值模拟结果表明预测值与实验测量结果符合较好     

气液两相流流经环形狭缝通道的流动特性

引言动力、能源、石油化工等领域中广泛应用着各类管壳式换热器,此类换热器的管子与折流板之间、折流板与壳体之间在制造与装配中存在着一定的间隙。这些间隙对壳侧的压降及换热系数有较大影响。对于单相流体,这些间隙产生的泄漏量可占总流量的15％～60％~［1～4]．根据文献报道~［5],大约有50％以上的管壳式换热器涉及气液两相流,迄今为止对气液两相流体流经环形狭缝通道的流动特性研究尚未见有文献报道．本文在水平放置环形狭缝通道中,对空气一水两相混合物流经3种不同间隙环形狭缝通道的流动特性进行了研究,并应用分相模型提出了计…     

倾斜圆管内气液两相分层流界面的稳定性分析

<正>l 弓l言 气液两相流分层流界面波特性及界面稳定性分析对理论和应用具有重要意义.50年代,Banjamin”’、Miles”’和 Hanratty’‘’“开始了此方面的研究.以往研究中,均采用 Jeffreys”’的方法,即利用液相动量方程的积分形式,气相的影响只作为液相动量方程的边界条件.另外也有研究者从N-S方程出发,通过对实际问题的适当简化以研究界面稳定性”‘. 本文利用双流体模型研究了倾斜圆管内气液两相分层流的界面稳定性,系统研究了管道几何条件及流动状况对稳定性的影响.2 数学模型 对如图1所示的倾斜管内分层流,假定两相间不存在热量传递和相变过程,其一维双流体流动模型为”-“ ～r 入八人）乃t十别八U。人）/肚一0（I） ltw 8（pkA。U。）/9 t + 3（pkA。厂。ZtZ）/sx 、_/.\—一,。J。士。/;+八。A。slip J>>一二卜 卜。二.t 一洪人八）/gx+AdA/a工（2） 一人二二>二v抑Q厂二厂了 式（1）、式（2）中k—l或g,当k—g时,取 pry——“一”号,k—l时贩“十”号.素流速度分布均 匀,厂。一 l“’‘;层流根据液膜内速度分布可知, 图 1 分层流示意图——”———一’—””—””——～ 八一4/3““二 气液两相静压项用文献〔幻的方 F。Ic0d屯＊r＊donof盯r＊1m叨n0w”‘’-’“‘一‘””—’““——一‘一     

LOCAL OVERALL GAS-LIQUID VOLUMETRIC MASS TRANSFER COEFFICIENTS IN A GAS-LIQUID TWO-PHASE REVERSED FLOW JET LOOP REACTOR

Local overall gas-liquid volumetric mass transfer coefficient profiles at the specified point were experimentally investigated in a gas-liquid two-phase reversed flow jet loop reactor with Newtonian and non-Newtonian systems. It was observed that the local overall gas-liquid volumetric mass transfer coefficient profiles of this reactor with Newtonian and non-Newtonian systems increase with increase in gas jet flow rates and liquid jet flow rates, and with decrease in nozzle diameter and CMC concentration.     

水平矩形管内气液两相流界面波特性

<正>气液两相流中界面波的存在对传热、传质、阻力特性及稳定性都有很大影响。前人有关界面波的研究大多偏重于两相流中界面波的类型及其转变,而对其特征参数变化规律(如振幅、波长、频率和速度等)的研究则很少。但界面波对气液两相流流动阻力和流动结构影响机理的深入研究必须以了解界面波的各特性参数为前提,同时界面波有关特性参数的深入研究也可为气液两相流的数学理论化提供实验基础。 本文以气、水为工质,系统研究了水平矩形管内气液两相流的界面波特性。根据界面波在时域、幅域内的不同特征区别出了各种类型的波并给出了相应的波形和流型图。着重研究了界面波各特征量随气液两相流量变化的变化规律。     

加压下规整填料塔内气液两相流返混的实验研究:气相返混系数

规整填料因具有生产能力大、分离效率高、压降低、操作弹性大、持液量低等诸多优点 ,目前已被广泛应用于精馏、吸收及萃取等多种化工单元操作中 .通常只在常压或减压条件下操作 ,而在高压或大液相负荷下 ,因流体物性的变化及流动状态的改变 ,使塔内产生严重的返混 ,塔效率显著降低 .因此 ,研究加压下规整填料塔内流体的流动状态具有重要意义 .对于加压下填料塔内气相返混的研究 ,中国台湾的ＴａｎＣｈｕｎｇ -Ｓｕｎｇ[1] 在低实验气速 (0 .0 0 2～ 0 .1ｃｍ·ｓ- 1)下做过初步的研究 ,其实验填料为散堆填料 .Ｋｕｒｔｚ[2 ] 在这方面的研究…     

气液两相流在膜技术中的应用

针对膜技术应用中的污染问题,从强化膜分离以及膜清洗两个方面,讨论气液两相流对膜污染的控制作用.两相流在膜组件内一般形成弹状流提高膜面剪切力,或通过增加反冲效果以有效控制膜污染.较系统地阐述了气液两相流在强化膜分离及膜清洗过程中的机理,以及在管式、平板式、中空纤维和卷式膜组件中的具体应用.总结了影响气液两相流效果的主要因素,以及在应用中的优势与不足.并对两相流在大分子物质分级中的应用,以及未来向高效、低能耗、优化膜组件结构等方向的发展做出展望.     

DISPERSE PHASE STRESS IN TWO-PHASE FLOW

The usual two-fluid models for disperse two-phase flows feature an average disperse-phase stress in the disperse-phase momentum equation. It is shown that it is possible to derive an expression for this quantity without considering the detailed nature of the constitutive relation of the disperse phase. The result, which is more general than other relations of the same nature, is illustrated with a number of examples. It is also shown that a new formulation of the averaged equations recently proposed by the authors is equivalent to the more usual one.