水平管内油气两相流型转变的实验研究

通过进行水平管内油气两相流型实验,对影响管内油气两相流型转换的各种因素进行了综合的分析,并根据所作的油气两相流型试验结果,用量纲分析的方法得出了各流型间转换的准则关系式,以期达到准确定量地预报水平及倾斜管中油气两相流型的目的。

水平管内气液两相环状流形成机理实验研究

采用观察法和光纤探针信号识别流型,对水平管内气液两相环状流形成机理进行了实验研究,提出用表示气液两相惯性力之比无量纲准则数K和液相韦伯数来关联实验数据,得到了分层流和间歇流向环状流转变的准则关系式.结果表明,环状流可分别由分层流和间歇流转化而成,但其转化机理各不相同.分层流转化为环状流是帆船机理与二次流机理共同作用的结果,而间歇流转化为环状流则是气相对液相的冲穿机理作用的结果.计算结果和实验结果符合良好.

大L/d倾斜并联光管汽-液两相流不稳定性实验研究

在高压高温试验台上对倾斜并联管汽-液两相流不稳定性进行了实验研究,观察到了压力降型和密度波型等两类不稳定性脉动。在试验管长与管内径比L/d>1200条件下,没有上游可压缩容积时也发生压力降型脉动。系统压力、质量流速、热负荷和进口过冷度等参数对不稳定性有显著的影响。实验表明,在倾斜并联管中,压力降型脉动出现在含气率较低的水动力曲线负斜率段,为两管整体脉动;而密度波型脉动出现在含气率较高的正斜率区域,呈管间脉动。经过对比发现,倾斜并联光管的脉动特性与垂直并联管类似。

BAF中多相流运动与处理效能关系的研究

曝气生物滤池(BAF)是近年来发展的一种新型污水处理技术,它具有工艺简单、占地节省、有机负荷与水力负荷高、投资较少等优点,特别适用于我国资金短缺的中小城镇分散型污水的处理。文章采用数值模拟与实验分析的方法研究前人较少涉及的BAF中气液两相流的相关规律,揭示流场形态与溶解氧的关系,并分析对反应器处理效能的影响。实验结果表明,纵横比、气体流速、曝气孔径三种因素均能改变流场形态,并且单位体积内气泡数量多、漩涡结构发展充分、气液两相混合充分的流场能使得污水处理效率得到提升。

应用神经网络法智能识别油气水多相流流型

采用分形理论和神经网络技术来实现智能识别油气水多相流流型 .测量了水平管内油气水多相流的压差 ,应用分形理论中的重构相空间算法 (Grassberger Procaccia算法 ) ,算出压差信号的关联维数 ,然后将关联维数作为径向基函数神经网络的输入 ,从而实现对流型的智能识别 .实验结果证明 ,该识别方法十分有效 .

气-液分层流界面波的实验研究及统计分析

用电导探针测量了水平及微倾斜上升和下降管内气 -液分层流瞬态液膜厚度 ,得到了不同的波形图 .用统计分析的方法研究了界面波信号的频谱特性 ,得到了不同倾角时管内分层流界面波各特征参数 ,如界面波振幅、波长、波速 。

变压器油圆形冲击射流在较高Re数下恢复效应的实验研究

本文以变压器油为工质,系统地研究了圆形冲击射流在自由和浸没情况下的恢复效应。Re数范围为528～2590,喷嘴出口到壁面无量纲距离Z/D范围为2～20。得到自由和浸没冲击射流恢复系数的径向分布。发现随Re数的增加,在 Re＊处,恢复系数有一突降;在较高Re数下,恢复系数随Z/D的增大而减小;相同Re和Z/D时,自由射流的恢复系数大于浸没射流恢复系数。并对这些现象的形成机理进行了分析。

利用扩散分析法识别油气水多相流流型

以油、气、水为试验介质,研究了油气水多相流体在水平管中的流型特征。通过测取水平管内油气水多相流流动的试验段压力降脉动信号,运用扩散分析方法对所测压力降脉动信号进行分析。分析表明,不同流型的信号序列其数值分析的结果具有不同的数值特征,反映了不同多相流流型的流动机制,因此可用于多相流流型识别。

垂直上升管内非牛顿流体流动沸腾滞后实验研究

研究了一种非牛顿流体——高聚物水溶液在垂直上升管内强制流动沸腾过程中的滞后现象，发现ＨＥＣ水溶液存在沸腾滞后现象，而ＰＡＭ水溶液却没有滞后现象发生。提出了临界干度的概念，观察了溶液浓度和流速对沸腾滞后的影响，并初步解释了发生该滞后现象的机理。

限流细长孔板阻力特性实验研究与关联式评价

为研究限流细长孔板阻力随孔板几何尺寸的变化规律,在高温高压条件下,以去离子水为工质,对其进行了实验研究。结果表明,质量流量一定时,孔板直径是影响阻力的决定性因素,其次是孔板长度,而与孔板相连的管道直径对阻力基本无影响。以实验数据为基础,对现有孔板阻力计算关联式进行了整理、评价,结果表明现有关联式对本文细长孔板阻力的预测精度不高,适用范围普遍较窄,且部分关联式并未考虑孔板长度对阻力的影响。基于本文实验数据,通过拟合建立了细长孔板阻力的新计算关联式,包括了孔板长度、孔板直径及雷诺数对细长孔板阻力的影响。新建立的阻力关联式具有较高的预测精度,对于长径比为5~70、入口雷诺数为1.5×105~3.0×106的限流细长孔板的阻力特性,预测精度为±15%。本研究为限流细长孔板的设计与应用提供了可靠依据。

水平管内油水两相流流型及其转换规律研究

本文对水平放置圆管内的油水液液两相流的流型及其转变特性进行了实验研究,定义了不同流动条件下油水两相流的流型,并由实验所得数据给出了水平圆管内油水液液两相流的流型图。进而讨论了各流型之间的转变机理,并考察了影响流型的因素。采用无量纲准则数以及半理论公式对流型转变进行了预测,结果与实验数据基本吻合。并与他人的实验数据也进行了比较。

气泡羽流空隙率的计算及其不稳定规律的研究

在气液两相流中,气相和液相各自有不同的流场,而液相的速度场取决于气泡的运动特性。空隙率是气液两相流中描述气泡分散相间相互作用的一个重要的参数,通过对气泡羽流的空隙率分布分析,可了解气泡羽流的运动机理与实验条件之间的关系。本文采用图像处理的方法测量在高密度气泡下的瞬时空隙率分布。对拍摄的图片进行预处理,得到其灰度图像和灰度值,建立其局部灰度值与投影空隙率间的相关关系,进一步计算出气泡羽流的不同位置处的空隙率值分布,在此基础上分析不同工况下空隙率值的分布情况及其对气泡羽流结构的影响。结果表明:该方法适合用于气液两相流空隙率的测量,在纵横比为1.0时,气泡羽流的结构受压强影响小,羽流结构稳定;纵横比为1.5和2.0时,随着压强的增大,羽流结构呈现不稳定。

弯管内气液两相流局部阻力特性研究

以气水、油气为工质,对水平进口、垂直出口向上的90°弯管内气液两相流局部阻力特性进行了实验研究。通过对内径为45mm、弯曲半径为180mm的弯管试验结果进行分析,总结出了气水、油气两相流体流过弯管时的局部阻力变化规律,重新提出了计算弯管局部阻力的统一计算公式。其计算结果与试验值符合良好。

倾斜并联内螺纹管汽-水两相流密度波型脉动试验研究

在系统压力p=3～10MPa,质量流速G=300～600kg/s,进口过冷度Δtsub=30～90℃,内壁热负荷q=0～190kW/m2的工况范围内,采用试验段长度与内径之比(L/d)大于600、倾角为19.5o的φ38.1×7.5mm6头内螺纹管,研究了压力、质量流速、进口过冷度以及两管热负荷不均匀对高压汽-水两相流密度波脉动的影响。结果表明,随压力增加,系统稳定性增加;随质量流速增加,临界热负荷增加,而临界干度下降;进口过冷度对密度波脉动呈现单值性影响,随进口过冷度下降,临界热负荷降低;在其他条件相同的情况下,并联管不对称加热时的临界热负荷较对称加热时的临界热负荷更高。

大容量循环流化床锅炉技术发展应用现状

循环流化床(CFB)锅炉是低热值燃料、难燃煤种清洁高效利用的主要技术手段,也是我国火力发电的重要组成部分。截至2018年底,我国100 MW(410 t/h)以上等级的大容量CFB锅炉累计投产440台、总装机容量超过82.3 GW,CFB锅炉的单机容量、装机规模、技术先进性均达到世界领先水平。本文介绍了我国CFB锅炉发展历程和应用现状,分析了应用领域、主力机型、机组分布及近年来的主要技术经济性指标,并从容量参数、标准体系、国际应用、运行灵活性和燃料适应性等方面对我国CFB锅炉技术发展进行了展望。

国产UP直流炉水冷壁改造方案分析

针对姚孟电厂300MW直流锅炉改造方案进行了水动力分析,对比了改造前后锅炉水冷壁的负流量响应特性和正流量响应特性,指出该炉垂直管圈炉膛水冷壁水动力特性不佳,低负荷运行造成水冷壁超温及管间流体和金属温差大爆管的主要原因是高质量流速设计及其产生的负流量响应特性,给类似锅炉改造提供了借鉴经验。

封闭腔内水自然对流换热数值模拟

为了揭示封闭腔内非Boussinesq流体在浮力驱动下所特有的流动换热现象和形成机理,采用CFD软件Fluent对封闭腔内水的自然对流进行数值模拟,得到矩形封闭腔高宽比、Rayleigh数、倾斜角度、壁面温度差对流动和传热的影响规律。研究结果表明:由于水的密度在3.98℃达到最大,两竖壁面温度跨越这一点时会引起流动图像反转;具有流动反转的双涡结构降低了对流换热平均Nusselt数;相同Rayleigh数下,高宽比为1对应对流换热平均Nusselt数最大值;倾斜角度对平均Nusselt数影响与Rayleigh数和温度边界条件有关。

基于图像二值化处理的气泡羽流不稳定结构分析

气泡羽流是在曝气过程中产生的一种复杂的两相流动。对气泡羽流中气泡速度信息的提取是粒子图像测速算法(PIV)的核心部分。速度信息的提取即数字图像的预处理过程。本研究主要是在读取灰度值后,通过大津法得到相应的最佳阈值分割点,再采用该灰度阈值对图像进行二值化,以此来减少噪声对流场的影响,降低图像后处理的难度,这是气泡羽流的运动规律研究的一个重要过程。图像的二值化处理能有效地提高PIV技术计算流场的精度,为研究气泡羽流在曝气过程中产生的不稳定结构奠定了基础。

降膜蒸发内回热型太阳能海水淡化装置的实验研究

对一台利用太阳能驱动的横管降膜蒸发内回热型海水淡化装置进行了实际天气条件下的动态测试。系统采用了多效内回热措施,在蒸发及冷凝过程中,大部分水蒸汽的凝结潜热被重复利用于海水的预热及蒸发过程,在相同的天气条件下,该装置的产水率比单级盘式太阳能蒸馏器提高了2～3倍。太阳辐射越强,产水率越大;启动温度越高,产水量越大。对影响淡水产量的其他因素也进行了分析讨论。

气液两相流中气泡速度的图像处理

提出了一种在高空隙率下气液两相流中气泡速度场的图像分析方法。该方法基于应用多重空间分辨率,也就是回归相关PIV法(RCC-PIV)计算气液两相流中气泡的速度。通过比较一些PTV和PIV的算法,回归相关能得到最好的关于气泡光学和动力学特性的测定结果,肯定了本算法的适用性。研究结果表明:气泡速度高频率的振动发生在剪切层和上表面附近,而低频振动在实验装置的中部占优。