水平矩形管内气/液两相逆向流动极限试验

利用水下排气可视化试验系统,以空气和水为两相介质,对管截面尺寸分别为106,mm×60,mm、60,mm×106,mm和65,mm×65,mm的水平矩形管进行了气/液两相逆流极限试验.研究了管截面尺寸变化对水平矩形管内气/液逆流极限的影响.结果表明:流道高度是影响水平管逆流极限的重要尺度因素,随水平管流道高度增大,液相倒流更易发生,防止液相倒流发生的临界表观气体速度显著增大,在柴油机水下排气场合宜采用较低的流道高度,而在核能发电系统的热段中宜采用较高的流道高度;与水力直径及流道宽度等结构参数相比,以流道高度作为特征尺寸计算Wallis参数可使无因次Wallis参数能够关联流道尺度变化对管内气/液逆流极限的影响.基于以流道高度为特征尺寸的Wallis参数,提出了预测水平矩形管内气/液逆流极限的试验关联式.

柴油机水下排气管倒流极限试验

为防止水下排气柴油机发生海水倒灌事故,需弄清水下排气管内海水倒流发生的物理机制与发生条件.通过管内径为90,mm、长度为1.8,m的水平玻璃管在1、2及3,m不同水深下排气的试验,获得了水下排气管倒流极限以及排气口水深变化对其影响.结果表明:在一定排气量范围内水相会在排气管出口端下部稳定地滞留一定长度,但不会形成实质的水倒流;随管内滞留水长度由0增至1.8,m,对应的极限表观气速由24,m/s降至8,m/s,极限Wallis参数由0.95降至0.55,倒流极限呈现出先快速减小后趋于定值的趋势;在相同管内滞留水长度随排气口水深增大,极限表观气速略有减小,而极限Wallis参数基本不变,表明Wallis参数较好地表征了排气密度和排气速度对水下排气管倒流极限的综合影响.