介质、管径及倾角对管内气液两相流型影响的数值模拟

发布时间：2025-01-20 11:32

　　气液两相流动系统广泛应用于核能发电,长距离石油运输,化工压力容器设备运行等方面,而流型作为气液两相流系统中最重要的一部分,影响着流动参数测量的准确性以及流动系统的运行特性。因此,研究管内气液两相流型对提高能源利用率起到了至关重要的作用。国内外专家学者对水平管道内气液两相流型的可视化实验做了众多研究,但由于实验条件的限制,对不同介质、不同管径以及不同倾角状态下管内气液两相流型的研究却很少,无法为天然气输送、核反应堆、蒸汽发生器、微反应器及锅炉斜交叉管道等工程实际应用中提供有力的技术支持。综上所述,采用数值模拟的方法开展介质、管径及倾角对管内气液两相流型影响的相关研究具有一定的理论意义和实际应用价值。首先,利用高界面捕捉能力的VOSET法,对垂直上升管内不同介质的气液两相流型进行数值模拟计算,以绘制流型图的方式,分析介质变化对流型转化分界的影响;并对相应的流型转化关系式加以修正。结果表明:在改变介质过程中,弹状流与泡状流的流型分界线变化最明显,且与黏度变化呈正相关趋势;环状流与丝束环状流分界线受介质变化影响最小。然后,通过管径变化的数值计算,发现随着管径的增大,Taylor流在流型图中的面积...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1水平管中气液两相流的不同流型

第1章绪论周云龙，尹洪梅等[33]研究了棒束通道中气液两相流的动力学特性及流型识别，给出了流型之间的转换方式识别，孙斌等[34]研究了水平管中流型的压差波动情况，并给出了依据压差判定流型的方法，曾祥柱等[35]研究了不同管径下持液率在倾斜管内气液两相流的计算方法，通过实验....

图1-2水平管气液两相流流型按介质的连续性进行划分

管内介质、截面形状大小、倾斜角度、流体重力场、应力等因素都影响流型变化。因此，存在众多种类的提出了从气液两相流中流动介质的连续性角度出发对为：状态连续、间歇以及弥散形式。水平管内的气液型划分方法如图1-2所示。图1-1水平管中气液两相流的不同流型

图1-3垂直上升管内流型[55]

第1章绪论0]等对从垂直上升+90°管到垂直下降-90°管之间的多角度倾斜管行研究。Guold[51]用空气和水的两相混合物在倾角为45°的倾斜上并得出流型图。常温常压下，当管道倾角超过30°后，管内气液两内气液两相流的流型基本一致。和Taitel[43,52]等....

图3一1垂直上升管道示意图

然众多文献中都提及了气液两相流流型分界线转变的重要性，但大都是针空气和水的，由于油气两相流动的不稳定性和复杂性，利用数值模拟方法内不同介质气液两相流流型转变研究就变得很有意义。章基于VOSET方法，建立合适的垂直上升气液两相流流动的数学模型，与验对比验证数值方法的可行性。通过....

本文编号：4029199