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弹状流液弹区含气率分布的试验研究

化工学报 2021年第9期72卷 4584-4593页

作者：王腾毕勤成桂淼刘朝晖西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

采用光纤探针法和高速摄影法对垂直上升气液两相弹状流的液弹区含气率分布进行了试验研究,测试管径为15 mm。一种基于机器学习的图像处理技术用来识别气液两相界面,通过搭建气泡边界提取的神经网路系统,使用构建的气泡边界数据库对模型... 详细信息

采用光纤探针法和高速摄影法对垂直上升气液两相弹状流的液弹区含气率分布进行了试验研究,测试管径为15 mm。一种基于机器学习的图像处理技术用来识别气液两相界面,通过搭建气泡边界提取的神经网路系统,使用构建的气泡边界数据库对模型进行多次迭代训练,该方法可以有效地识别多种复杂类型的气泡边界。试验得到了弹状流液弹区的径向含气率分布曲线,结果表明,壁峰分布是液弹区含气率分布的主要形式,其中泰勒气泡的尾迹效应对分布形式有重要影响,尾迹的旋涡中心和含气率分布的峰值相对应。针对弹状流液弹区径向含气率分布的两个主要特征--中心局部含气率和壁峰位置,分别提出了相应的预测公式,且与本文的试验数据吻合良好。

关键词：两相流弹状流含气率分布光纤探针图像处理技术

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近红外光在弹状流中的传播特性

仪器仪表学报 2021年第12期42卷 236-244页

作者：方立德张真玉徐潇潇郭素娜王帆河北大学质量技术监督学院保定071002

弹状流是多相流中常见的流型,流动参数相含率的准确测量是分析流动状态、求取混合物平均密度的前提,对石油、化工等领域意义重大。首先根据菲涅耳定律及麦克斯韦方程理论,推导出管道圆弧上近红外光的能量分布特性。设计了一种单发多收... 详细信息

弹状流是多相流中常见的流型,流动参数相含率的准确测量是分析流动状态、求取混合物平均密度的前提,对石油、化工等领域意义重大。首先根据菲涅耳定律及麦克斯韦方程理论,推导出管道圆弧上近红外光的能量分布特性。设计了一种单发多收的近红外传感器,研究近红外光在弹状流中的传播特性,通过实验证明了管道圆周各个探头接收到的电压值与探头安装角度成余弦关系。根据朗伯-比尔定律推导了近红外光探测器接收到的电压值、近红外光探测器安装角度与相含率之间的关系,建立了弹状流相含率测量模型。实验在内径为50 mm的水平透明管道内进行,气体流量在0.5 m^(3)/h和2 m^(3)/h之间,液相流量在5 m^(3)/h和9 m^(3)/h之间。研究结果表明:相含率的预测模型的相对误差在±7%之间。

关键词：近红外光相含率传播特性弹状流

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倾斜窄矩形通道内弹状流特性的实验研究

高校化学工程学报 2015年第3期29卷 551-556页

作者：闫超星阎昌琪孙立成哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43 mm的竖直和倾斜窄矩形通道的弹状流进行了可视化研究。按分液相雷诺数将流动分为层流区(Relo<3000)和湍流区(Relo≥3000)。实验结果表明,在层流区,气弹上升速度随倾斜角度的增加而增大;... 详细信息

以空气和水为工质,应用高速摄影仪,对3.25 mm×43 mm的竖直和倾斜窄矩形通道的弹状流进行了可视化研究。按分液相雷诺数将流动分为层流区(Relo流区(Relo≥3000)。实验结果表明,在层流区,气弹上升速度随倾斜角度的增加而增大;在湍流区,倾斜角度对气弹上升速度的影响不明显。基于湍流区拟合得到的分布参数C0和班可夫系数CA分别为1.151和0.788,与实验数据具有较好的一致性。对于空泡份额Jones-Zuber模型和Ishii模型,在湍流区两者预测结果与实验基本一致,但在层流区,Jones-Zuber模型预测效果较好而Ishii模型偏差较大。

关键词：窄矩形通道弹状流分布参数班可夫系数空泡份额

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竖直窄矩形通道内弹状流中液膜特性研究

原子能科学技术 2014年第1期48卷 33-38页

作者：王洋阎昌琪孙立成金光远闫超星哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室黑龙江哈尔滨150001

气液两相弹状流广泛存在于工程领域,弹状流中液膜特性对弹状流模型的建立具有重要意义。为此利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道(3.25mm×40mm)内弹状流中液膜进行了可视化研究。实验中发现窄矩形通道中气弹左右两侧窄边液膜厚度不等且... 详细信息

气液两相弹状流广泛存在于工程领域,弹状流中液膜特性对弹状流模型的建立具有重要意义。为此利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道(3.25mm×40mm)内弹状流中液膜进行了可视化研究。实验中发现窄矩形通道中气弹左右两侧窄边液膜厚度不等且存在波动,但其对两侧液膜速度影响较小,两侧液膜速度相等。液膜脱离厚度主要受两相流速及气弹长度影响。液膜脱离速度随液相折算速度增加而增大;在低液相流速时,随气相折算速度增加而减小;当液相流速≥1.204m/s时,液膜不下落,液膜脱离速度随气相速度变化较小,主要受液相流速影响。

关键词：窄矩形通道弹状流液膜

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窄矩形通道弹状流中液弹特性研究

核动力工程 2014年第3期35卷 31-36页

作者：王洋阎昌琪孙立成闫超星田道贵哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点实验室哈尔滨150001

气-液两相弹状流广泛存在于核动力工程中,弹状流中液弹特性对弹状流模型的建立具有重要意义。利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道内弹状流中液弹特性进行可视化研究。研究结果表明,窄矩形通道中稳定液弹可分为3个区域:先导气弹尾流区、... 详细信息

气-液两相弹状流广泛存在于核动力工程中,弹状流中液弹特性对弹状流模型的建立具有重要意义。利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道内弹状流中液弹特性进行可视化研究。研究结果表明,窄矩形通道中稳定液弹可分为3个区域:先导气弹尾流区、主流速度分布恢复区和稳定速度分布区。先导气弹尾流区形成机理为先导气弹尾部液膜壁面射流过程。气弹在液弹中所处区域对其特性影响显著;主流为层流及过渡流态时,尾随气弹特性受先导气弹影响显著。在充分发展湍流工况下,液弹中近壁面处轴向速度趋于稳定所需距离等于最小稳定液弹长度Lmin;Lmin随气弹长度增加而增大,随两相雷诺数增加而减小,其变化范围为9 Dh^17Dh。

关键词：窄矩形通道两相流弹状流液弹

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竖直窄矩形通道内弹状流液弹中分区特性研究

原子能科学技术 2021年第9期55卷 1684-1691页

作者：金光远毛天宇赵珂欣东北电力大学能源与动力工程学院吉林省吉林市132012 东北电力大学热流科学与核工程实验室吉林省吉林市132012

弹状流的液弹部分受气弹尾部影响,其水力特性参数沿流动方向存在分区的不一致性。本文对竖直窄矩形通道中弹状流液弹内参数的分布特性进行了研究。结果表明:液弹内气泡在近壁面附近所受径向力较为平衡,气泡频率较大;随着远离气弹尾部,... 详细信息

弹状流的液弹部分受气弹尾部影响,其水力特性参数沿流动方向存在分区的不一致性。本文对竖直窄矩形通道中弹状流液弹内参数的分布特性进行了研究。结果表明:液弹内气泡在近壁面附近所受径向力较为平衡,气泡频率较大;随着远离气弹尾部,管道中间气泡频率逐渐增大。根据气泡频率波动变化将液弹分为3个区域,尾流区占液弹长度的40%~45%,过渡区占10%~15%,主流区占40%~50%。尾流区和主流区内,空泡份额呈“三峰型”分布;随着气相流速的增加,尾流区内近壁面处峰值逐渐增大,管道中间峰值逐渐下降,但主流区内情况相反。气泡直径随气相流速的增大而变大,且液弹内气泡聚合和破碎现象较少。

关键词：矩形通道弹状流分区特性空泡份额分布

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垂直上升弹状流中液弹长度分布

化工学报 1997年第6期48卷 729-735页

作者：夏国栋周芳德胡明胜北京理工大学车辆工程学院北京100081 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

提出了计算垂直上升弹状流中尾随Taylor气泡上升速度的关系式;并基于气泡追赶合并机理,建立了预测沿管路任意位置液弹长度分布模型,提供了弹状流发展过程中弹长分布的变化情况。

关键词：弹状流 Taylor气泡液弹长度分布气液两相流

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垂直上升弹状流中弹状氢气泡运动速度

航空动力学报 2012年第7期27卷 1511-1516页

作者：宋建军杜小平赵继广装备指挥技术学院研究生院北京101416 装备指挥技术学院装备采办系北京101416 装备指挥技术学院航天装备系北京101416

针对垂直管路内气液两相流实验化困难的问题,运用建模仿真的方法建立了竖直管路中弹状流气泡的运动模型,模拟了弹状氢气泡在垂直管路的上升过程,并对其运动速度进行了研究.仿真结果表明:在静置的竖直管道内,充分发展的弹状氢气泡的速度... 详细信息

针对垂直管路内气液两相流实验化困难的问题,运用建模仿真的方法建立了竖直管路中弹状流气泡的运动模型,模拟了弹状氢气泡在垂直管路的上升过程,并对其运动速度进行了研究.仿真结果表明:在静置的竖直管道内,充分发展的弹状氢气泡的速度基本上以0.226 5m/s的速度匀速上升;弹状氢气泡在流动液氢中运动时,其速度模型中的速度系数与流体的速度有关,当雷诺数从220上升到6400时,其系数的值从1.83下降到1.14;在未充分发展的弹状流系统中,气泡间距对气泡速度分布有着影响,其上升速度随着气泡间距的减小而增大.

关键词：弹状流气泡液氢弹状流上升速度数值模拟

延迟修正QUICK格式及其在弹状流中的应用

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西安交通大学学报 2000年第5期34卷 37-41页

作者：鹿院卫何安定王跃社周芳德西安交通大学西安710049

将延迟修正QUICK格式应用于数值传热学经典问题进行验证性计算 ,应用流体体积模型 ,将延迟修正QUICK格式及界面移动施主受主格式与SIMPLEC算法相结合 ,计算了垂直管内弹状流泰勒气泡周围的流动特性 .通过计算 ,得到了满足气泡内部压... 详细信息

将延迟修正QUICK格式应用于数值传热学经典问题进行验证性计算 ,应用流体体积模型 ,将延迟修正QUICK格式及界面移动施主受主格式与SIMPLEC算法相结合 ,计算了垂直管内弹状流泰勒气泡周围的流动特性 .通过计算 ,得到了满足气泡内部压力恒定要求的泰勒气泡形状及其周围流场分布 ,以及泰勒气泡周围液膜厚度随距离的变化规律 ,并与实验值进行了比较 ,得到的结果较为理想 .

关键词：弹状流泰勒气泡气流两相流延迟修正QUICK格式