叶片式泵内气液两相泡状流的三维数值计算

为研究旋转叶片式泵中的气液两相流动规律及泵性能 ,本文根据气泡泡状流模型提出了一个两相流三维数值分析方法 .该数值计算由两部分的计算迭代完成 ,第一部分是已知含气率分布的连续相 (液相 )流场的计算 .液相流动方程的三维数值求解采用了流面坐标迭代法 .第二部分是已知液相流场后的分散相 (气泡 )轨迹的计算 .气泡运动方程中考虑了流场压力梯度差产生的力、气泡周围液体产生的阻力及由于液相质量产生的惯性力等影响气泡运动的因素 .通过对气泡运动方程进行数值求解 ,可得到泵内的含气率分布 .再将两部分的计算进行反复迭代 ,最终得到收敛解 .本文将该三维两相流数值计算方法用于多级螺旋轴流式增压泵叶轮的计算、设计 .计算结果表明 :从叶轮回转面上看 ,气泡运动转轨并不明显地偏离液相流线 .然而从叶轮子午面上看 ,几乎所有的气泡 ,不论其初始位置如何 ,它们最终都移向轮毂表面 .该三维两相流数值计算以其简单实用的特点 ,有望成为工程中气液两相增压泵的一种有效设计工具 .

气相压力对CO_(2)/H_(2)O气液两相泡状流中20#钢初期腐蚀行为的影响

在气液两相流条件下,为研究CO_(2)压力对20#钢初期腐蚀行为的影响,采用气液两相流的动态腐蚀平台,通过失重法、SEM、EDS、XRD等系统研究了20#钢在不同CO_(2)压力下的腐蚀速率、腐蚀形貌及产物。结果表明:在不同腐蚀时间下,腐蚀速率均随CO_(2)压力的增大呈先减小后增大的趋势,在CO_(2)压力为0.1 MPa时出现最小值,同一CO_(2)压力下腐蚀速率偏差随着时间的延长明显降低,表面腐蚀产物的致密度随着CO_(2)压力的增加而提高,不同CO_(2)压力下管壁表面腐蚀后的形貌呈现两种不同的特征,即粗糙区和相对平滑区,两种特征区内均包括相对均匀产物与突起产物,均匀产物中C和O的含量均低于突起产物,两种产物中C和O的含量随CO_(2)压力的升高而升高,表面腐蚀产物的主要构成相为FeCO_(3)、γ-FeOOH、Fe_(3)O_(4)。

气液两相泡状流动中的压力分析

利用相平均和含气率 α权重时间平均推导了气液两相泡状流的动量方程 ,分析了动量方程中的压力项 ,并对 T型管中的气液两相泡状流进行了数值模拟 ,确定其含气率和压力的分布规律。图 2参

水平管内气液两相泡状流的紊流结构

用热膜探针对内径为 35mm的水平管内泡状流中的紊流结构进行了测量 ,发现在管道下部非常低的局部含气率处 ,紊流脉动速度和紊流强度与单相液流时的相应值类似 ,而在管道上部的高含气率处 ,气泡的出现极大地增强了脉动速度和紊流强度 ,局部的紊流强度是局部含气率的强函数 .靠近管中心稍偏上的区域在一定的参数范围内 ,相应于较高气流折算速度的紊流脉动和紊流强度低于低气流折算速度的相应值 .紊流强度的分布规律从铅垂方向到水平方向随测量角度的增大而趋于对称 .

水平管内气—液两相泡状流的混沌特征

运用相空间重构法,对实验测得的局部空隙率信号时间序列进行处理,计算出水平管内气—液两相泡状流系统的局部空隙率信号的Kolmogorov熵和关联维数。计算结果表明,气—液两相泡状流系统具有非线性混沌现象;系统普遍存在2～3个分维;随着折算液速的增加,系统的混沌程度下降;Kolmogorov熵和关联维数沿径向的分布呈波动特征;在r/R=0.6～0.85区域,系统的混沌程度较高。

管道内气液两相泡状流k-ε-k_g-ε_g模型

从标准的单相湍流k ε模型出发 ,提出了一个任意非正交曲线坐标系下模化管道内气液两相泡状流的湍流k ε kg εg 模型 .在该模型中 ,气泡湍动能的耗散受其自身耗散方程的制约 ,并全面考虑了气泡湍动能本身的对流、扩散、生成和耗散以及与液体之间的耦合作用 .该模型在理论上比k ε模型和k ε kp 模型更加完善 .采用该模型的数值模拟结果与试验数据吻合良好 ,二者相对误差在计算范围内不超过 2 0 % .

水平管泡状流相分布特性

气液两相泡状流的主要特征是连续液相中携带散布其中的细小气泡,气泡的存在不仅对气液两相流的传热、传质及阻力特性有很大的影响,而且对两相流动的稳定性也有很大的影响.前人有关泡状流的研究大多偏重于两相流的平均参数,对于两相流局部统计参数如局部空隙率等参数的变化规律是近年来两相流研究的新趋势.对于垂直管内的流动已经积累了相当数量的数据,而同样有广泛应用的水平管内相分布规律还知之甚少.气泡对气液两相流的传热、传质及流动结构影响机理的研究必须以了解相分布及气泡的局部统计参数为前提,同时对相分布特性的深人研究也为气液两相流的数学模型化提供实验依据.本文以空气、水为工质,研究水平管内气液两相流的相分布特性,给出了典型泡状流的时域信号图,研究了相分布随气液两相流量的规律变化,并与前人的有关结果进行了比较.

水平管泡状流局部实验参数的概率统计方法

This paper presents a statistical method to calculate local interfacial variable s in horizontal gas-liquid bubbly flows based on the data measured with a double -sensor probe.The geometrical relationship between the apparent and actual bubbl e velocities and the relationship between the chord intersected by the sensor an d bubble diameter were determined.A probability density function was introduced to consider the effect of both axial and radial movements of bubbles on bubble v elocity and bubble size.

气液两相流中压力波传播的实验研究

在含气率为0-0.7m/s,折算液速为0-1.5m/s范围内实验研究了气液两相泡状流和弹 状流中压力波的传播.利用压力信号分析了气液两相流中压力波传播的速度和衰减特性,证明气液 两相流中压力波的传播具有色散特性,其传播速度和衰减系数受含气率和扰动角频率的影响很大, 而工质的折算速度对压力波的传播几乎没影响.

水平管泡状流界面浓度研究

利用双头电导探针测量技术，研究了水平管内空气－水两相流的界面浓度，并得到了气液两相流的界面特性参数（如气泡速度、气泡尺寸和界面浓度）及其随气液两相流量的变化规律．研究发现：随着气相流量的增大，各点的气泡速度、气泡尺寸、界面浓度相应增加；随着液相流量的增大，除气泡速度随之增大外各点的其它参数随之减小．水平管内界面浓度在同一测量角度的径向分布类似，界面浓度在管内除水平管径方向外，沿其它方向的分布都是非对称的．局部界面浓度在管子的上部最高可达６００ｍ－１。

水平管泡状流局部统计特性的实验研究

利用双头电导探针技术测量了水平管内空气－水两相流的局部统计特性。分析了两相流局部统计参数如局部空隙率、气泡频率、气泡速度、气泡尺寸、界面浓度等参数随气液两相流量的规律变化。研究发现水平管内相分布与垂直管内相比呈现出更为复杂的形态，水平管内局部空隙率、界面浓度在同一直径方向的分布呈现类似分布，在管内除沿水平管径，即９０°线外，沿其它直径的分布都是非对称的。界面浓度在管内最高可达６００ ｍ － １，反映靠近管子上壁的热质交换最强烈。

泡状流“失稳”时空隙率波及其非线性讨论

本文根据不同条件下的实验结果对线性空隙率波动理论进行了分析和讨论,指出由于多相流动的复杂性,线性波动理论在描述气液两相流空隙率波动及其不稳定性方面存在着的局限性。通过空隙率波的测量和非线性分析说明,泡状流"失稳"时是一个混沌动力系统。利用Grassberg的计算方法,计算了泡状流失稳前后空隙率波时域信号的关联维数D2和关联熵K2,泡状流失稳时关联维数D2=2.39,关联熵为0.207。采用了Wolf的方法得到了时间序列最大Lyapunov指数,泡状流失稳时得到的最大Lyapunov指数为0.395。