气液螺旋环状流压降特性研究

发布时间：2021-02-07 21:23

　　考虑旋流衰减的影响,对气液螺旋环状流的压降特性进行研究并推导出了螺旋环状流压降预测模型。定义压降旋-直比系数为气液两相螺旋环状流和气液两相直流的压降之比,以此来表征旋流衰减对压降的影响。基于量纲分析的方法对压降旋-直比系数进行分析,推导出其表达式,压降旋-直比系数依赖于LockhartMartinelli参数和气相Froude数变化。最终,得出了气液两相螺旋环状流的压降预测模型。在50 mm内径的水平管内对螺旋环状流的压降特性进行了实验研究,其中气相表观流速变化范围为10～16 m/s,体积含液率（LVF）变化范围为0.6%～4.8%。通过与实验数据进行对比,压降预测模型的相对误差在±15%以内,为工程应用提供了参考。 

【文章来源】：化工学报. 2020,71(12)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

气液两相螺旋流的流动形态

实验装置如图2所示，采用气相和液相双闭环回路设计，详见文献[29]。系统主要由活塞风机、水泵等动力设备，气/液相独立的标准表管路、混合器、混合测试管段、气液分离器与计算机控制系统仪表、阀门等组成。实验介质为空气和水，压力调节范围为0～1.6 MPa，可以实现压力可调，流量可调，含液率可调，可模拟多相流的多种流动形态。液相标准表采用电磁流量计，气相标准表为涡轮流量计，系统仪表参数的不确定度如表1所示。1.2 实验管段

图5(a)表示气液两相直流压降随相表观流速的变化规律，从图中看出，当Usg保持为一个固定值且Usl在0.1～0.5 m/s范围内变化时，Δptp随着Usl的增大而增大；当Usl保持一个固定值且Usg在10～16 m/s范围内变化时，Δptp随着Usg的增大而增大。这是由于两相流量的增大使得流体与管壁的摩擦以及两相相间摩擦变大，从而损失更多的能量。图5(b)表示在气液两相螺旋环状流压降Δptp.s的变化规律，与气液两相直流流动规律相同，其压降随着气相表观流速和液相表观流速的增大而增大，与理论分析[9]的结论一致。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多旋臂气液旋流分离器压降特性试验[J]. 周闻,王康松,鄂承林,卢春喜.  化工学报. 2019(07)
[2]气体干法净化旋流吸附耦合设备压降特性[J]. 高思鸿,张丹丹,范怡平,卢春喜.  化工学报. 2018(05)
[3]水力旋流器新型出口挡板结构对分离性能的影响[J]. 刘鸿雁,韩天龙,王亚,黄青山.  化工学报. 2018(05)
[4]以叶轮起旋的气液两相螺旋流摩擦阻力特性实验研究[J]. 饶永超,梁俊,王树立,郑亚星,杨敏官.  水动力学研究与进展（A辑）. 2017(01)
[5]水平直管中气液两相分层流动压降的实验研究[J]. 徐英,魏靖,刘刚,张涛.  天然气工业. 2015(02)
[6]柱状旋流分离器零轴速面分布特性模拟分析[J]. 陈建磊,何利民,罗小明,王鑫,王立满,杨东海.  化工学报. 2013(09)
[7]管内切向旋流的衰减特性研究[J]. 李会雄,周芳德,陈学俊.  西安交通大学学报. 1995(11)

博士论文
[1]水平轴圆管螺旋流水力特性及固粒悬浮机理试验研究[D]. 孙西欢.西安理工大学 2000

硕士论文
[1]管内螺旋流的实验研究与分析[D]. 王晓飞.武汉理工大学 2004



本文编号：3022847