研究了微通道內(nèi)油水兩相流的摩擦阻力特性.實驗采用橫截面為矩形的微通道,其寬度和深度通過化學(xué)蝕刻法制作,壁面具有一定的粗糙度,其水力直徑分別為167.3μm和192.0μm,相應(yīng)高寬比為0.673和0.793.利用數(shù)字顯微攝像技術(shù)對矩形截面微通道內(nèi)油-水兩相流的流型進行實時觀測,并根據(jù)流型選擇合適的物理模型,得到了不同含油率時矩形微通道的摩擦壓降.實驗結(jié)果表明:矩形微通道內(nèi)的摩擦阻力壓降與均相理論模型計算結(jié)果一致,黏度機理是影響微通道內(nèi)油水兩相流摩擦壓降的主要因素.水包油流型向油包水流型的轉(zhuǎn)變是在含油率為60%～70%范圍內(nèi)發(fā)生的.

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【部分圖文】：

圖１實驗裝置系統(tǒng)圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐ

水平管［８］、垂直管和傾斜管［９］中的高黏油－水兩相流的壓降進行了深入的研究，結(jié)果表明壓降的變化與轉(zhuǎn)相和流型過渡也有很大關(guān)聯(lián)．國內(nèi)外研究學(xué)者對液－液兩相流的研究主要集中在水力直徑大于１０ｍｍ的通道上［４，１０－１３］，但隨著通道尺寸的減小，表面張力等微尺度效應(yīng)顯得更明顯，這就導(dǎo)致....

圖２通道１的測量值（μｍ）Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔｃｈａｎｎｅｌ圖３通道２的測量值（μｍ）Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄｃｈａｎｎｅｌ

氮氣瓶作為動力源推動儲液罐內(nèi)流體工質(zhì)流過微通道，其兩端壓力和溫度采用壓力傳感器（精度為±２％）和熱電偶（精度為±０．１℃）測量，流過微通道的體積流量由電子天平（最大誤差為０．２１５％）測定．為防止堵塞微通道，在儲液罐入口端安裝濾膜半徑為１０μｍ的過濾器．測量部分主要包括壓力傳感器....

圖４矩形微通道內(nèi)油－水兩相流動流型圖（含油率Φ０＝１０％～９０％）Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｏｆｏｉｌ－ｗａｔｅｒｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗｉｎｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｓ（ＴｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｏｉｌｆｏｒΦ＝１０％～９０％）

Φｗ為混合物的含水率．３結(jié)果與分析在計算油水兩相流的摩擦阻力時，必須要通過流型來選擇計算模型，但鑒于國內(nèi)外對μｍ級通道內(nèi)液－液兩相流流型的研究較少，因此，本實驗在對兩相流流量、壓差測量的同時，也對其流型進行實時觀測．圖４即為觀測到的含油率Φ０在１０％～９０％間油水兩相流流型．圖４....

圖５油－水兩相流的ｆ與Ｒｅ關(guān)系Ｆｉｇ．５ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｆａｎｄＲｅｉｎｏｉｌ－ｗａｔｅｒｔｗｏ－ｐｈａｓｅｆｌｏｗ［１４］

內(nèi)液－液兩相流流型的研究較少，因此，本實驗在對兩相流流量、壓差測量的同時，也對其流型進行實時觀測．圖４即為觀測到的含油率Φ０在１０％～９０％間油水兩相流流型．圖４矩形微通道內(nèi)油－水兩相流動流型圖（含油率Φ０＝１０％～９０％）Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｆｌｏｗｐａｔｔｅｒｎｏｆｏｉｌ－ｗａｔ....

本文編號：4000873