介质、管径及倾角对管内气液两相流型影响的数值模拟

论文摘要

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逐渐减小,而泡状流面积逐渐增大。Taylor流与泡状流的流型分界线对管径变化最敏感。在小管径中,几乎不存在泡状流,且于常规管道中搅拌流与环状流的流型分界线转化方式不同,Taylor流中的Taylor气泡长度与管径呈正相关趋势,且随气相速度增加而增大。大管径中,当湍流作用在管径超过150mm时,不会出现环状流。最后,通过对不同倾角的管内气液两相流型进行数值模拟计算,结果表明:分层流只存在于水平管道中,波状流与间歇流在垂直管道中转变为搅混流。倾角的改变对弹状流向搅混流过渡转化的影响最大;倾角从0°到30°转变对流型图中各流型分界线的改变最明显。随着倾角逐渐增大,流型图中环状流和泡状流的面积逐渐增加,弹状流的面积逐渐减小。以上研究结论进一步完善了气液两相流在不同情况下的流型转化趋向;奠定了气液两相流型的理论基础。为实际工程应用带来一定参考价值。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张馨玉

导师: 周云龙

关键词: 气液两相流,数值模拟,介质,管径,倾角,流型

来源: 东北电力大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 力学

单位: 东北电力大学

基金: 国家自然科学基金(51776033)

分类号: O359.1

总页数: 62

文件大小: 2669K

下载量: 238

相关论文文献

• [1].起伏振动状态下倾斜管气液两相流型实验研究[J]. 原子能科学技术 2018(02)
• [2].垂直管内蒸汽射流凝结流型研究[J]. 工程热物理学报 2018(08)
• [3].U形弯头单元内气液两相流型及压降波动特性[J]. 化工学报 2018(05)
• [4].基于多尺度能量比重的气固两相流流型研究[J]. 工程热物理学报 2018(07)
• [5].料仓中湿颗粒的卸料流型[J]. 中国粉体技术 2019(01)
• [6].上倾管内油水两相流流型实验研究[J]. 西南石油大学学报(自然科学版) 2019(04)
• [7].垂直管内逆流蒸汽射流凝结流型特性分析[J]. 工程热物理学报 2019(03)
• [8].水平气井井筒气液两相流型预测[J]. 西南石油大学学报(自然科学版) 2019(03)
• [9].三面加热窄矩形通道内气液两相流流型研究[J]. 原子能科学技术 2018(07)
• [10].低压自然循环系统流动闪蒸过程流型研究[J]. 原子能科学技术 2019(11)
• [11].管径与蒸发段壁温对重力热管流型影响的数值模拟研究[J]. 机械制造 2018(10)
• [12].伴随传质的液液体系微分散流型图的实验研究(英文)[J]. Chinese Journal of Chemical Engineering 2012(01)
• [13].基于实验研究的水平井气液两相流流型判别修正[J]. 中国海上油气 2019(05)
• [14].气液两相流流型的判别方法[J]. 油气储运 2019(07)
• [15].气液两相流流型图像信息熵递归特性分析[J]. 热能动力工程 2011(05)
• [16].水平管稠密粉体气力输送流型演变的模拟研究[J]. 建筑热能通风空调 2019(03)
• [17].垂直上升矩形流道内气液两相流流型图的数值模拟[J]. 核科学与工程 2012(03)
• [18].球床通道内气液两相竖直向上流动流型实验研究[J]. 原子能科学技术 2011(09)
• [19].气泡雾化喷嘴内部流场流型数值分析[J]. 河南科技 2018(25)
• [20].基于流场-电场耦合的典型流型条件下双环形电极响应特性仿真研究[J]. 化工自动化及仪表 2019(05)
• [21].水平管气液段塞流流动特征模拟[J]. 石油化工高等学校学报 2020(03)
• [22].饱和蒸汽管道最小安全流量的分析与计算[J]. 暖通空调 2020(03)
• [23].小通道内液氮流动沸腾的可视化研究[J]. 工程热物理学报 2008(06)
• [24].R600a水平管内两相流型转换及摩擦压降特性[J]. 科学通报 2018(01)
• [25].基于反问题理论的汽液两相上升流流型预测与实验研究[J]. 热科学与技术 2019(02)
• [26].共轴微通道两相流量对流型及微滴特征的影响[J]. 计量与测试技术 2018(11)
• [27].有/无多孔介质的矩形T型管道内蒸汽直接接触凝结流型的实验研究[J]. 热科学与技术 2018(01)
• [28].共轴微通道油水两相流流型分析[J]. 计量与测试技术 2018(06)
• [29].横掠水平管束间气-液两相流流型对流致振动激励的影响[J]. 核动力工程 2011(04)
• [30].微细通道内液氮流动沸腾的流型特性[J]. 机械工程学报 2009(09)

标签：气液两相流论文;  数值模拟论文;  介质论文;  管径论文;  倾角论文;  流型论文;