氣液兩相流技術是蒸發冷卻電機冷卻系統設計的關鍵問題,本文圍繞電機空心導線內氣液兩相流動的研究展開論述,從經驗模型和唯象模型兩個角度敘述了近年來微矩形管道內氣液兩相流動取得的進展及存在的問題,并提出了新的研究方向。介紹了蒸發冷卻電機在中國的發展現狀和未來展望

運用流場計算軟件fluent,對軸流泵葉輪內氣液兩相三維流場進行了數值計算,分析了水氣混合工況下的流動參數分布特點。通過對葉輪流道內的靜壓分布及含氣率分布的分析,揭示了氣泡在葉輪流道中的分布特征。研究發現,在不改變葉片安裝角的情況下,隨著流量的增加,沖角發生變化,導致氣泡聚積現象從葉片的背面移到葉片工作面。此外,在葉片背面靠近輪轂處和葉片背面的輪緣處易發生氣泡的聚積。

采用雷諾時均n-s方程和rngk-ε湍流模型,使用多相流模型中的混合物模型,通過商用軟件fluent,對自吸時旋流自吸泵內氣液兩相流場作了數值模擬.在對蝸殼流道和葉輪流道進行網格劃分時,尺寸扭曲率為0.78.根據模擬結果,將泵內兩相流場的靜壓分布,與單液相時的靜壓分布作了對比,并比較了葉輪內氣相與液相相對速度的分布情況.另外,對含氣率的分布情況作了分析.結果表明,自吸時氣液兩相狀態下的靜壓稍小于單液相狀態下的靜壓;泵內的主要流動是液相通過相間作用夾帶氣相的流動,液相速度略大于氣相速度;靠近泵出口的兩個葉道內,有氣相的積聚,含氣率較高.

采用mixture多相流模型、realizable湍流模型與simplec算法,應用cfd軟件fluent對內混式自吸泵自吸過程的氣液兩相流進行了數值模擬。通過分析不同含氣率條件下流場的壓力分布、速度分布、氣相分布,探討了氣液兩相介質在泵內的運動情況,一定程度上揭示了內混式自吸泵自吸過程的內部流場變化規律,為自吸泵的設計提供更多的參考依據。

文章采用cfd軟件,利用vof氣液兩相流動模型,滑移網格技術和二階精度迎風格式數值研究了水環真空泵的泵殼內的三維兩相流動特性。文中給出了計算結果的三維兩相分界面,速度矢量和靜壓等值線分布的分析,結果與經典理論分析結論一致,驗證了本文數值計算方法的可靠性。本文工作為理解和掌握水環真空泵內部真實流動特性和提高水環真空泵的效率提供理論依據和數據參考。

為克服傳統取樣式多相流量測量方法取樣口易堵塞的缺點,提出了通過管壁取樣測量氣液兩相流體流量的新方法.管壁四周均勻布置4個直徑為2.5mm的取樣孔,并在上游采用旋流葉片將來流整改成液膜厚度均勻分布的環狀流型,從而增強了取樣的代表性.分析表明,取樣流體中的液相質量流量與主流體液相質量流量的比值主要取決于取樣孔的數目和大小,而取樣流體中的氣相質量流量與主流體氣相質量流量的比值則與主管路液相流量有關.在管徑為0.04m的氣液兩相流實驗回路進行的實驗表明,在實驗范圍內液相取樣比為0.049,基本不受主管氣液相流量波動的影響,能夠在寬廣的流動范圍內維持恒定.液相流量最大測量誤差為6.8%,氣相流量最大測量誤差為8.9%.

基于新型水冷球床反應堆,以水和空氣為工質,分別在直徑為2、5、8mm的玻璃球填充圓管形成多孔介質通道中,對豎直向上氣-液兩相流動阻力特性進行了實驗研究。結果表明,阻力壓降隨著氣液流量的增加而增大,并且與流型存在一定的對應關系;在相同流動條件下,顆粒直徑和孔隙率對壓降有明顯影響。結合實驗所得的234組實驗點,對兩類阻力關系式(分相模型關系式和均相模型關系式)進行了比較和改進。結果表明,基于分相模型的關系式一致性較好,但隨著顆粒直徑的增加其偏差值增大;現有的基于均相模型關系式預測值與實驗值相差較大,而改進的均相模型關系式與實驗值吻合較好。

以空氣、水為工質,對進口和出口水平管內氣液兩相流流過閘閥的局部阻力特性進行了研究。管內直徑38mm、閥門通徑40mm。根據實驗結果,總結出了空氣和水兩相流體流過閘閥時的局部阻力變化規律,并與前人的結果進行比較,提出了閘閥局部阻力修正系數,計算值和實驗符合良好。

設計了一種新型多圈環形管用于氣液兩相流參數的測量,對環形管上升段水平方向內外側差壓波動信號進行了分析,采用無因次分析方法獲得與差壓波動信號均方根相關的特征量,建立了此特征量與容積含氣率的關系模型,并在此基礎上進行了實驗.實驗結果表明與差壓波動信號均方根有關的特征量和容積含氣率存在一定的關系,在考慮到氣體密度的影響之后,引入氣體密度對關系模型進行修正,建立了差壓波動信號均方根和容積含氣率量綱1的線性關系模型.在容積含氣率小于0.65時,氣液兩相流的容積含氣率測量誤差小于5%,為氣液兩相流的容積含氣率測量提供了一種方法.

本文基于分離流模型,建立了垂直向上流動環形通道內環狀流的三流體模型,并對干涸點進行了數值模擬。比較計算結果和實驗結果,發現兩者符合較好。結果顯示:當干涸點發生在內管并且外管熱流密度不變時,臨界含汽率隨曲率和間隙的減小而增大,當干涸點發生在外管且內管熱流密度不變時,情況相反;對于固定的間隙,當外管內徑大于20mm時,或間隙小于0.5mm時,壓力和質量流速對臨界含汽率的影響非常微弱。

文章采用激光影像放大系統,對垂直放置的100μm×800μm矩形微通道內氣液二相流流型進行了實驗觀測和研究,實驗物系為乙醇-空氣體系。根據實驗結果繪制出流型轉換圖,并進行了分析和討論。實驗觀測到彈狀流、液環-彈狀流、液環流、液環-分層流、分層流和波狀流,而未觀察到氣泡直徑小于微通道內徑的氣泡流,其中穩定的分層流文獻中尚未見報道。

為了獲得管道充氣排液過程的兩相流動狀態,采用vof模型對管道充氣排液工況進行了數值模擬研究。模型考慮了液體表面張力、壁面粘附力,流體粘度,管壁粗糙度以及氣體可壓縮性效應,并采用結構化網格和自適應網格加密技術,對兩相界面進行了跟蹤,觀察了這一工況下的氣液兩相混合及界面變化過程,分析了充氣過程中不同時刻的管道內壓力分布、氣相體積分數、管流摩阻和能量交換情況,得到了這一工況下氣液兩相的流動特征。模擬結果也表明,在進行適當的網格劃分和參數設置,vof模型可以用于非自由表面的有壓流動的數值模擬。

流型是兩相流中非常重要的流動參量,不同流型下的兩相流流動特性及傳熱傳質性能有很大不同。流型也嚴重影響著兩相流參數測量的準確性。利用新近研制的兩相流電導傳感器,在垂直上升氣液兩相流管中采集了不同流型下的電導波動信號,采用wigner-ville分布(wvd)在時頻域內處理了電導波動信號,觀察到了wvd特征與流型之間的關系,取得了較好的氣液兩相流流型辨識效果。

通過利用9-26型高壓離心風機,對排粉風機在風機葉輪不同轉速、不同出口速度場條件下的風機出口兩相流濃度進行了測量,測量發現除內側附近區域外,沿著風機出口朝向外側的方向固相濃度逐漸增高.測量結果給利用排粉風機出口的固相濃度分布特性來進行含粉氣流的濃淡分離提供了參考.

變制冷劑流量制冷循環性能與氣液兩相流流型的研究——介紹實驗應用流動顯示方法等內容！

氣液兩相流流型振蕩誘發制冷循環不穩定性的實驗研究——研究利用變制冷劑流量制冷循環的實驗平臺結合流動顯示方法發現：1)蒸發器出口的制冷劑氣液兩相流流型存在過熱蒸汽流和霧狀流兩種型式，二者之間存在一個轉變過渡區域，此時，兩種流型閃動交替出現，回氣...

針對低滲透油藏孔隙尺度小、采收率低的問題,采用寬度為200μm、深度分別為1.8μm和4.1μm的兩個矩形通道,結合數字顯微攝像技術和微流體測試技術,對巖層孔隙流動進行了模擬,得到了孔隙通道中單相油以及含油率(體積分數)為10%～60%的油水兩相流的流動特性.實驗結果表明:對于深度為1.8μm和4.1μm的兩個矩形通道,單相油流動的摩擦系數低于理論值,并與雷諾數呈線性關系;泊肅葉數小于理論預測值,通道尺度越小,泊肅葉數實驗值與理論值的差異越大.油水兩相流流動的摩擦系數與雷諾數也滿足線性關系,在不同含油率時有的高于理論值,有的低于理論值;泊肅葉數總體隨含油率增加而減小,在含油率為20%與60%時出現跳躍式增長,分析表明泊肅葉數隨含油率變化是受壁面親水性的影響.

設計了一種結構簡單、對加工工藝要求較低的雙錐流量計,并用于氣液兩相流參數的測量.提取雙錐流量計的差壓波動信號的特征值,采用無量綱分析方法建立分相含率的測量模型,通過優化方法獲得局部最佳的模型參數.在氣液兩相流實驗裝置上開展了實驗研究.結果表明,所建立的分相含率測量模型可在一定的空隙率范圍內對氣液兩相流含氣率進行有效的測量.

為了考察陰離子型表面活性劑十二烷基硫酸鈉(sds)對氣液兩相螺旋管流流動特性的影響,該文用實驗研究了不同濃度的sds溶液體系氣液兩相螺旋管流的流型轉變及壓降規律。實驗裝置為由有機玻璃圓管制成的長2m內徑23mm的實驗段,以sds水溶液和空氣為實驗介質,氣液相折算流速均為0―2.5m/s,sds溶液質量濃度10―90mg/kg,螺旋流由5種不同型號的金屬螺旋葉輪誘導產生。利用直接觀察和高速攝像相結合的方法觀測流型的變化,并用液柱式壓差計測量實驗管段上下游間壓差,實驗在常溫常壓條件下進行。實驗共得到螺旋線狀流、螺旋波狀分層流、螺旋軸狀流、螺旋彌散流4種流型,與未添加表面活性劑體系相比較,并未得到螺旋泡狀流和螺旋團狀流這兩種流型。同時,隨著sds溶液濃度的增大,氣液兩相螺旋流逐漸向螺旋彌散流流型轉變,這是因為低濃度的sds溶液隨著其濃度的增大,氣液界面張力逐漸減小,而氣液摻混程度則會不斷增大。此外,與未添加表面活性劑體系相比較,添加了sds體系的氣液兩相螺旋管流壓降梯度將會減小。最后,闡述了氣液兩相螺旋管流強化天然氣水合物生成的研究及應用現狀,并針對多相流研究現狀,提出了氣液兩相流相間傳熱特性應成為今后研究熱點等建議。

本實驗以氟利昂-113作為工作流體,對豎直方管內向上兩相流動的臨界熱流密度(criticalheatflux,chf)進行了實驗研究.實驗主要參數的范圍為:質量流速650～1800kg/(m2s);進口壓力380～550kpa;入口干度,過冷～1.0.重點分析了質量流速,壓力,進出口干度對chf值的影響.實驗結果表明:chf值隨質量流速的增大而增大,隨壓力的升高有所減小,隨進口干度的增加基本呈現線性下降趨勢,同時在發生臨界熱流現象后,出口干度基本保持不變.

帶內錐的擴散式分離器內兩相流動的數值模擬——對于一種帶內錐的切向進口擴散式方形分離器，利用考慮各向異性的雷諾應力湍流模型和顆粒隨機軌道模型對其內部的兩相流動情況進行了數值模擬，分析了其內部不同截面高度的氣相流場的軸向、切向和徑向速度分布，計算...

在較寬的實驗參數范圍內(系統壓力p=8～15mpa,質量流速g=800～1800kg·m~(-2)·s~(-1),壁面熱流密度q_w=200～950kw·m~(-2))對一立式螺旋管內(管內徑為10mm,螺旋直徑為300mm,節距為50mm)汽水兩相流動沸騰干涸特性進行了實驗研究。通過研究,獲得了干涸發生時螺旋管圈壁溫的分布特征以及壓力、質量流速和壁面熱流密度這三個參數對臨界干度的影響規律。同時在實驗數據的基礎上,提出了一個適用于計算螺旋管內高壓高含汽率工況下汽水兩相流臨界干度的經驗關系式。