發(fā)布時間：2022-01-27 01:57

　　汽液兩相流流型的測量在兩相流研究中占有重要地位。應(yīng)用均相流模型建立了圓管內(nèi)汽液兩相上升流壓力分布,基于反問題理論反演了汽液兩相的物性參數(shù),將反演結(jié)果與流型圖結(jié)合,精確地預(yù)測了管內(nèi)流型,計算結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行了對比,誤差小于5%。提出的反演流型的方法,可以推廣到水平管、螺旋管,為工程上的汽液兩相流設(shè)備安全性分析、穩(wěn)定性分析等提供了一種簡單可靠的技術(shù)方法。 

【文章來源】：熱科學(xué)與技術(shù). 2019,18(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖２ｐ０＝１０ｋＰａ實驗值與計算值

圖３ｐ０＝１７ｋＰａ實驗值與計算值Ｆｉｇ．３Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐ０＝１７ｋＰａ３流型判斷水在垂直上升受熱管中流動時，會依次出現(xiàn)泡狀流、彈狀流、乳沫狀流和環(huán)狀流。泡狀流流態(tài)下，汽相以小氣泡的形式比較均勻地分布在管子截面上；彈狀流流態(tài)下，氣泡增多且往管子中心聚集，氣泡集成氣彈，與液體塊交替流動；氣彈破裂時使得管內(nèi)流體出現(xiàn)類似“乳沫”狀的流動；進(jìn)一步加熱，汽相含量進(jìn)一步增大，液相以液膜的形式，貼壁流動，形成環(huán)狀流。不同流型汽相分布形態(tài)不同，實驗中可以觀察到明顯的界限。對各種流型以及從一種流型轉(zhuǎn)換到另一種流型的研究不夠充分，本文采取反演結(jié)果與流型圖結(jié)合的方法，判斷汽液兩相流的流型分布。Ｈｅ－ｗｉｔｔ和Ｒｏｂｅｒｔｓ提出的垂直上升管中汽液兩相流流型圖以汽、液兩相的動量通量為判斷標(biāo)準(zhǔn)，能夠較精準(zhǔn)地判斷出泡狀流、泡沫狀流和環(huán)狀流，但泡狀流和彈狀流區(qū)分誤差較大［１０］；Ｔａｉｔｅｌ等提出以汽液兩相的折算速度為判斷標(biāo)準(zhǔn)，來判斷泡狀流和彈狀流［１１］。定義液相動量通量ψｌ＝ρ′ｊ２ｌ＝Ｇ（１－χ）２ρ′（２５）定義汽相動量通量ψｇ＝ρ″ｊ２ｇ＝Ｇχ２ρ″（２６）Ｔａｉｔｅｌ流型圖更精確的區(qū)分泡狀流和彈狀流，橫縱坐標(biāo)的表達(dá)式為Ｍ＝ｊｌｊｇ（２７）Ｎ＝ｊｇρ槡′（ｇ（ρ′－ρ″）σ）１４（２８）流型轉(zhuǎn)換曲線表達(dá)式為Ｍ＝２．３４－１Ｎ

彈狀流［１１］。定義液相動量通量ψｌ＝ρ′ｊ２ｌ＝Ｇ（１－χ）２ρ′（２５）定義汽相動量通量ψｇ＝ρ″ｊ２ｇ＝Ｇχ２ρ″（２６）Ｔａｉｔｅｌ流型圖更精確的區(qū)分泡狀流和彈狀流，橫縱坐標(biāo)的表達(dá)式為Ｍ＝ｊｌｊｇ（２７）Ｎ＝ｊｇρ槡′（ｇ（ρ′－ρ″）σ）１４（２８）流型轉(zhuǎn)換曲線表達(dá)式為Ｍ＝２．３４－１Ｎ（２９）先用Ｈｅｗｉｔｔ流型圖判斷，參數(shù)坐落點如圖４所示。圖４Ｈｅｗｉｔｔ流型圖坐落點Ｆｉｇ．４ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｐｏｉｎｔｓｉｎＨｅｗｉｔｔｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｍａｐ對于坐落于彈狀流和泡狀流區(qū)域的點，使用Ｔａｉｔｅｌ流型圖判斷，如圖５所示。圖５Ｔａｉｔｅｌ流型圖坐落點Ｆｉｇ．５ＣｏｏｒｄｉｎａｔｅｐｏｉｎｔｓｉｎＴａｉｔｅｌｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｍａｐ可知，表征流型的參數(shù)中對壓力變化敏感的物性參數(shù)為汽相密度ρ″。本文的反演結(jié)果代入表征流型的表達(dá)式中，根據(jù)在流型圖中的坐落點，確定兩相流流型。４實驗研究４．１實驗裝置與方法為了證明本文方法的可行性，進(jìn)行驗證實驗，實驗裝置如圖６所示，實驗裝置中部件的名稱及作用如表１所示。實驗方法為１）關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，水箱中加入足夠的水；２）打開調(diào)節(jié)閥和水泵，等待流體流動穩(wěn)定；３３１第２期龐海林等：基于反問題理論的汽液兩相上升流流型預(yù)測與實驗研究


本文編號：3611535