水平窄矩形通道内空气-水两相流动中气弹运动特性研究

气弹速度和液膜厚度作为弹状流工况下的关键参数,在传热分析和力学分析中具有重要意义。本文以空气-水为介质,采用高速摄影机和印刷电路板式(PCB)液膜厚度传感器,对高1.9 mm×宽68 mm的水平窄矩形通道内气弹运动特性进行研究。液相雷诺数(Re_(l))<2500,矩形通道内为层流区;Re_(l)≥2500,矩形通道内为湍流区,基于气-液两相混合速度分别拟合了气弹运动速度的预测关系式,结果表明,层流区分布系数(C_(0))可采用Ishii关系式计算且漂移速度为0;而湍流区C_(0)为1.0。当气弹雷诺数(Re_(b))<3100时,气弹底部液膜厚度(δ_(b))随毛细管数的增大而增大;而在Re_(b)≥3100时,δ_(b)表现出波动性。现有的δ_(b)预测关系式不适用于窄矩形通道,在考虑通道高宽比的影响下提出了一个新的δ_(b)预测关系式,对文献中210个数据进行了验证,预测误差均在±20%内。