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气液两相流流型实验研究

作　者: 张金红
导　师: 高璞珍
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 核能科学与工程
关键词: 两相流流型流型图水平管倾斜上升管垂直上升管
分类号: O359
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本文主要通过实验对水平管、倾斜管和垂直管内不摇摆绝热流动条件下的两相流流型进行了研究。本实验在空气和水两相流常压实验台上进行,在透明有机玻璃管内,用目测法对流型进行观察。实验段长度为6m,水平管实验分别采用三种不同管径:14.8mm、24.5mm和34.5mm;倾斜管分别对14.8mm和24.5mm两种管径进行了15°和30°实验;垂直上升管进行管径为24.5mm和34.5mm的实验,实验段出口通大气。实验数据由计算机数据采集系统实时采集,典型流型用1/1000s高速摄像机进行拍照。低流量工况流型可直接通过目测观察来识别,高流量时借助于摄影和压力/压差波动图像来识别流型。本文通过对大量实验现象观察和实验结果分析,确定管内流动存在的流型,按照常见流型定义,给出流型的分类,分别绘制内径14.8mm、24.5mm和34.5mm的水平管流型图;内径14.8mm、24.5mm倾斜15°和30°倾斜管流型图;内径24.5mm和34.5mm垂直上升管流型图,同时分别对水平管、倾斜管和垂直上升管内的流型演化进行更详细的描述,又对相应流型间转换机理进行了分析,并建立了相应流型转换的机理理论模型。根据实验数据得出的水平管和倾斜上升管流型图与传统的Mandhane和Barnea流型图基本一致,对于垂直上升管实验得出的流型图,与Hewitt流型图有一些差异,需要进一步实验证实。通过实验得出的流型图对比表明:(1)倾斜对分层流到间歇流转变区域影响很大,在倾斜管中分层流已经消失了,间歇流型区域扩大;(2)环状流流型的边界随着倾角增加相应地往气流量大的方向偏移;(3)泡状流、弹状流和环状流是在整个倾斜角度都存在的流型。

全文目录

第1章绪论  9-32
  1．1 课题的来源及意义  9-10
  1．2 国内外研究现状和发展动态  10-31
    1．2．1 气液两相流流型的分类  11-13
    1．2．2 气液两相流流型图  13-21
    1．2．3 流型研究展望  21-24
    1．2．4 流型转换准则  24-30
    1．2．5 流型识别的研究进展  30-31
  1．3 课题研究内容  31-32
第2章实验装置和实验方法  32-42
  2．1 实验装置  32-36
    2．1．1 循环水系统  33-34
    2．1．2 空气供给系统  34-35
    2．1．3 实验段  35-36
    2．1．4 计算机采集系统  36
  2．2 实验装置的测量及换算  36-39
    2．2．1 实验参数测量  36-37
    2．2．2 实验参数范围  37
    2．2．3 实验参数换算  37-39
  2．3 实验方法  39
  2．4 实验中存在的问题  39-41
    2．4．1 流量计读数问题  39
    2．4．2 排水管的安放位置问题  39-40
    2．4．3 泵的问题  40
    2．4．4 测压孔堵塞问题  40-41
  2．5 本章小结  41-42
第3章水平管流型  42-59
  3．1 水平管内实验现象概述  42
  3．2 水平管内流型  42-53
    3．2．1 分散泡状流  42-44
    3．2．2 分层流  44-46
    3．2．3 间歇流  46-52
    3．2．4 环状流  52-53
  3．3 水平管流型转变机理研究  53-56
    3．3．1 分层流或塞状流到弹状流的转变  53-54
    3．3．2 塞状流和弹状流间的转变  54-55
    3．3．3 弹状流或分层流到环状流的转变  55
    3．3．4 弹状流到分散泡状流的转变  55
    3．3．5 光滑分层流到波状分层流的转变  55-56
  3．4 水平管流型图  56-58
    3．4．1 水平管流型图  56-57
    3．4．2 水平管流型间转换边界  57-58
  3．5 本章小结  58-59
第4章倾斜上升管内流型  59-72
  4．1 实验结果  59-70
    4．1．1 倾斜上升管内流型  59-66
    4．1．2 倾斜上升管流型图  66-69
    4．1．3 实验数据与 Barnea流型图比较  69-70
  4．2 倾斜上升管流型间转变机理  70-71
    4．2．1 间歇流到环状流的转变  70-71
    4．2．2 间歇流到泡状流的转变  71
  4．3 本章小结  71-72
第5章垂直上升管内流型  72-81
  5．1 实验结果  72-77
    5．1．1 垂直上升管内的流型  72-76
    5．1．2 垂直上升管内的流型转换  76-77
  5．2 垂直上升管内流型的压差波动特征  77-78
  5．3 垂直上升管内的流型图  78-80
  5．4 本章小结  80-81
第6章流型转变机理模型  81-89
  6．1 间歇流到泡状流转变机理  81-84
  6．2 间歇流到环状流转变机理  84-88
  6．3 本章小结  88-89
结论  89-91
参考文献  91-99
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  99-100
致谢  100

气液两相流流型实验研究

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