水平管内气液两相螺旋流压降规律实验研究.pdf

第 卷第 期 年 月 科学技术与工程 11 力学 水平管内气液两相螺旋流压降规律实验研究 王树立饶永超魏鸣姣 张琳马维俊 常州大学江苏省油气储运技术重点实验室常州 摘要在气液两相流实验装置上进行了流型和压降的实验 以空气和水为实验介质对水平管内气液两相螺旋流的流型 进行了研究 依次得到螺旋波状分层流螺旋泡状流螺旋弥散流三种典型的流型图像 并分析了流型体积含气率气液折 算流速以及叶轮起旋参数等因素对气液两相螺旋流压降的影响 最后实验表明流型是影响压降规律的主要因素其他因素 对压降的影响亦有影响 螺旋弥散流是压降梯度最小的流型 以上结果对今后相关的研究以及工程实际应用具有重要的指 导意义 关键词 气液两相螺旋流 流型压降 中图法分类号 文献标志码 气液两相螺旋流是指气液两种流体在轴向运 表明含有不同旋转方向纽带的螺旋流和只有一种 动的同时叠加了切向或称周向速度而形成的旋 旋转方向的螺旋流相比其对雷诺数摩擦因子和 转运动 在动力化工石油及核工业等领域得到 热力学性能等影响程度更大 等研究 广泛应用两相流动流型的准确预测以及压降特性 了膨胀管内含有螺旋桨式起旋器情况下气流的流 等研究对于相关领域的发展以及存在两相流动的 动压降特性 研究发现起旋器的安装位置对流动 并且含有起旋器情况下流动压降是 工业设备的设计和运行均十分重要 形态影响很大 和 最早研究了管内螺旋 光管的 倍 流流场 他们发现流场中心压力总是最低向壁面 综上所述气液两相流和螺旋流的流型以及压 或多或少增加沿下游压力降低 离中心不到一半 降等方面被广泛研究但有关水平管内的气液两相 半径的地方切向速度达到最大断面平均环量沿下 螺旋流的流型以及压降等方面的研究鲜有研究报 游衰减 当 时无回流较高时有回流 道 现对水平管气液两相螺旋流的主要流型和压 在某些情况下甚至出现在中心轴及壁面处的流体 降规律进行了相关的实验研究对促进工程实际相 关方面的发展具有重要的意义 向前 而在两者之间返回的双回流现象 和 发现随着向下游的推移周向速度 实验系统 的峰值逐渐衰减且向轴线偏移 而轴向速度在低 实验系统如图 所示实验管段采用 和高旋流场中有很大不同前者呈轴线处单峰型 的有机玻璃圆管 图像记录采用索尼 而后者呈轴线两侧双峰型 等研 究了雷诺数范围是 的含有不同旋转方向 高清硬盘摄像机在透明管外侧补加 纽带情况下的圆管内螺旋流流动特性 研究结果 一个由透明玻璃制成的方形盒内充蒸馏水以减 少折射现象 在透明管的前端设置一个活接头便 年 月 日收