静态及摇摆条件下弹状流壁面切应力实验研究

壁面剪切力是气液两相流近壁面传递过程的关键参数。基于极限扩散电流方法实验研究了摇摆状态下上升实验段内气液两相弹状流的壁面切应力特性,获得了壁面切应力的径向分布规律和轴向演化规律。实验段的内径为50 mm,高度为2.3 m,摇摆频率为1~2.5 Hz,摇摆幅度为10~30 mm。结果表明,弹状流下Taylor气泡和液塞的间歇性流动导致瞬态壁面切应力具有脉动性特征,静态条件下壁面切应力的径向分布比较均匀,沿流动方向略有增大。随着摇摆幅度和频率的增加,Taylor气泡逐渐变短,瞬态壁面切应力的峰值区域减小。

基于破碎与融合效应的弹状流理论建模

针对现有弹状流理论模型忽略气泡破碎与融合效应而无法准确预测水动力学特性难题,建立基于破碎与融合效应的弹状流理论模型。分析泰勒气泡湍动能和表面张力能,推导泰勒气泡破碎的理论公式。基于气相质量守恒,提出气泡融合理论模型,结合破碎公式、融合模型以及经典的弹状流理论,形成了考虑气泡破碎与融合效应的弹状流理论模型。搭建弹状流实验装置,基于高速摄影法测量泰勒气泡速度,对比研究新建理论模型、传统模型与实验数据的吻合度。结果表明:新建模型与实验数据一致性好,误差范围为12%,较经典理论模型提高了7%。证明考虑气泡融合与破碎效应的新建模型较现有理论模型更合理。

倾斜上升弹状流中Taylor气泡运动速度研究

用高速动态分析仪对倾斜上升管中气液两相弹状流中Ｔａｙｌｏｒ气泡的运动速度进行了研究。获得了无干扰流场下Ｔａｙｌｏｒ气泡运动参数的测量结果，并分析了混合物流速及管倾角对气泡头部位置的影响，以及由此而引起的气泡漂移速度及液体速度影响系数的变化情况，在理论分析的基础上，推荐了计算气泡运动速度的实验关联式。并且与可利用的结果进行了比较，两者符合较好。

垂直上升气液弹状流中含气率分布的实验研究

采用光导纤维探针和美国柯达公司生产的EKTAPRO1000型高速动态分析仪研究了垂直上升管内气液两相弹状流中含气率分布，获得了有关弹状流入口区及充分发展区相分布的实验数据。

倾斜上升气液弹状流动空隙度分布的实验研究

This paper reports the experimental investigations on the void fraction of gas-liquid slug flow in an inclined tube using the optical probe and the High Speed Motion Analyzer.A great deal of experimental data are obtained.

垂直及倾斜上升弹状流的实验研究——下降液膜

目的研究垂直及倾斜上升弹状流中下降液膜的流动特性．方法采用ＥＫ－ＴＡＰＲＯ１０００型高速动态分析仪测量垂直及倾斜上升管内气液两相弹状流中下降液膜运动速度及其厚度沿Ｔａｙｌｏｒ气泡的变化情况．结果获得了有关下降液膜流动特性的无干扰流场测量数据．结论液膜的流动特性与管倾角、气液流速以及Ｔａｙｌｏｒ气流长度有关，其中气泡长度是最主要的影响因素．在高混合物流速下，流动趋于轴对称，此时可忽略倾角的影响．

重力热管弹状流工况的简化分析

对重力热管弹状流工况进行简化分析，定量描述工业热管工作过程中蒸发段内汽泡的喷涌现象，给出液塞在弹状汽泡载带下的提升高度Ｌ５和体积流量与两端压力间的定量关系．

垂直上升弹状流中液弹长度分布

提出了计算垂直上升弹状流中尾随Taylor气泡上升速度的关系式;并基于气泡追赶合并机理,建立了预测沿管路任意位置液弹长度分布模型,提供了弹状流发展过程中弹长分布的变化情况。

热虹吸泵绝热弹状流的热虹吸特性研究——无泵LiBr吸收式太阳能制冷机机理研究之二

本文应用两相流、溶液热力学和吸收式制冷循环的基本理论,对无泵LiBr吸收式太阳能制冷机中热虹吸泵在绝热弹状流工况下的热虹吸特性进行了研究。研究结果揭示了浓溶液提升高度、稀溶液浸没高度、热虹吸管内径等重要参数跟制冷剂蒸气、LiBr水溶液的物性参数、流动参数之间的内在关系,提出了用热虹吸特性曲线图分析热虹吸泵运行工况的方法,求出了维持热虹吸泵正常工作所必须具备的加热负荷范围,为该类型热虹吸泵设计和运行提供了依据。

水平PDMS微通道内气-液弹状流特性观察

对以空气、甘油为工作流体在水平聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)微通道内产生的弹状流进行了可视化实验研究。实验结果表明,微通道中弹状流的气柱速度随着体积含气率增大而阶梯状减小。气柱长度在体积含气率小于0.06时几乎不发生变化;当体积含气率大于0.06时,随体积含气率的增大而呈线性增大。气柱间距随体积含气率的变化与气柱长度相反。气柱和微通道壁面之间存在稳定的薄液膜,当地薄液膜压力稳定,气柱流经当地时所造成的压力波动很小;当地静压随体积含气率的增大而减小。

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．

垂直管中气液两相弹状流和段塞流的流动规律

本文是在垂直管中气液两相气泡流的流动规律基础上,对弹状流和段塞流的初步探讨,得出了弹状流和段塞流条件下的空隙率和压降的相关表达式。并进行了实验验证。

垂直同心环空管内上升弹状流向团状流的转换

对垂直同心环形管内上升气液弹状流向团状流的转换进行了一定的研究。根据弹状流及团状流的流动特性 ,并考虑同心环形管的结构特征 ,建立了垂直同心环形管上升气液团状流向环状流转换的新的理论模型。通过文中的实验数据及其他研究者的实验数据对该模型的预测性能进行了检验 ,并与其他研究者的模型进行了比较 ,最后还对环形管结构参数对转换的影响进行了一定的分析。

圆管内油气水三相弹状流的生成和发展

利用高速动态分析仪清晰的可视化效果 ,在一个宽广的流速范围内 ,观察了垂直上升圆管内油 气 水三相弹状流的形成和转化 .将Weisman流型转化过渡区的概念应用到油 气 水三相弹状流流型的研究中 ,量化了弹状流转化过渡区的边界 .提出的弹状流的生成转化边界、弹状流的发展转化边界 ,很好地包容了前人所得到的弹状流转化边界 ,为解释众多弹状流边界模型的不一致性 。

摇摆状态下竖直管内弹状流单元物理模型解析

通过建立质量守恒方程和弹状流稳定存在条件等方程,对摇摆状态下竖直管内充分发展的弹状流单元物理模型进行解析。在此基础上,给出摇摆状态下弹状流平均空泡份额计算关系式,并与实验值进行比较,结果符合较好。因此,该弹状流单元物理模型是进一步分析摇摆状态下弹状流流动特性的基础。

垂直上升弹状流中Taylor气泡上升流速的研究

用势流理论研究了Ｔａｙｌｏｒ气泡在垂直管内的上升速度．给出了液体速度分布对气泡上升速度的影响，导出了气泡头部形状方程；提出了液体流动为层流和紊流时气泡上升速度的表达式，研究结果与实验数据进行比较，符合较好．

两相弹状流中液弹及气泡合并情况的研究

对气液两相弹状流中液弹和气泡合并情况进行了研究．得出最小稳定液弹长度是液弹尾部达到充分发展的速度分布所需的长度．通过对液弹内弥散气泡的统计分析，得出稳定液弹内不存在直径大于５ｍｍ的气泡．借助流动可视化技术，对弹状流中各种尺寸气泡的合并情况进行了描述，得出小气泡之间的合并为二元式合并，而小气泡与大气泡之间的合并是非二元式合并．

微小三通管弹状流相分配的数值模拟

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,当支管倾角为20,30,60,90,120和150°时,支管倾角越大,质量分离效率越高,大部分气体选择从侧支管采出,相分离越明显。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。研究表明,通过微通道侧支管结构的改进可减小相分配的不均匀性。

延迟修正QUICK格式及其在弹状流中的应用

将延迟修正QUICK格式应用于数值传热学经典问题进行验证性计算 ,应用流体体积模型 ,将延迟修正QUICK格式及界面移动施主 受主格式与SIMPLEC算法相结合 ,计算了垂直管内弹状流泰勒气泡周围的流动特性 .通过计算 ,得到了满足气泡内部压力恒定要求的泰勒气泡形状及其周围流场分布 ,以及泰勒气泡周围液膜厚度随距离的变化规律 ,并与实验值进行了比较 ,得到的结果较为理想 .

垂直管气液两相弹状流流动特性研究进展

详细介绍了国内外垂直管弹状流的研究进展情况。针对垂直管弹状流的形成机理、最小稳定液塞长度和Taylor气泡的运动进行了详细的论述。目的在于全面翔实地阐述垂直管弹状流的研究结果,以期有效地指导实验研究及生产实际工作。