非线性振动下倾斜通道气液两相流动实验研究

发布时间：2021-07-09 10:49

　　为了研究非线性振动工况下倾斜通道气液两相流,将振动装置与气液两相流实验回路相结合,通过改变通道倾角及振动参数进行实验研究。由实验得到的流型图表明,非线性振动工况和稳态工况下的气液两相流动形式不同,增大倾角和振动参数会导致流型转换界限发生改变。由实验得到的气液界面分布情况表明,振动频率主要影响相界面波动程度,振动幅度主要影响截面空隙率,倾角主要影响气泡形状及液面波动角度。结果表明,通过对比非线性振动工况下倾斜通道内空隙率的预测值与实验值,稳态下两相流空隙率计算公式同样适用于非线性振动工况。 

【文章来源】：高校化学工程学报. 2020,34(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

振动频率对流型转换界限的影响

以f=5 Hz，θ=10°的实验参数为例，针对A=2、5、8及12 mm工况下通道内气液两相流动情况进行实验，通过高速摄影仪所得流型绘制如图4所示的流型转换界限图。图4(a)～(d)分别给出了振动幅度对珠状流、弹状流、分层流及波状流的影响。从图4可知，当振动幅度由2增大至12 mm时，弹状流与珠状流转换界限上移10%左右，与波状流转换界限下移15%左右，与分层流转换界限下移5%左右，分层流与波状流转化界限没有明显变化。与振动频率相比，虽然振动幅度对流型转换界限没有显著影响，但其同样是影响非线性振动通道内气液两相流动特性的重要参数之一。原因如下：

从图中可知，当通道倾斜角度由5°增大至25°时，分层流与波状流转换界限下移10%左右，其他各流型间转换界限无明显差异。然而由图5(c)可知，当倾角为25°时，原有流动条件下并未出现分层流。且通过观察珠状流及弹状流气泡形状可发现，倾角越大，气泡不规则度越高。分析如下：倾角改变使气泡所受浮力及振动附加力在轴向上的分力发生变化，相应改变了气泡形状，然而气泡的稳定程度主要受振动参数的影响，因此引起其流型发生改变。对于分层流和气相流速较大的波状流，倾角增大会引起液相呈现倒流趋势，受增大的重力及振动附加力的影响，分层流及稳定的波状流在θ=25°的管道内很难形成。

【参考文献】：
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本文编号：3273607