為了研究非線性振動(dòng)工況下傾斜通道氣液兩相流,將振動(dòng)裝置與氣液兩相流實(shí)驗(yàn)回路相結(jié)合,通過(guò)改變通道傾角及振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。由實(shí)驗(yàn)得到的流型圖表明,非線性振動(dòng)工況和穩(wěn)態(tài)工況下的氣液兩相流動(dòng)形式不同,增大傾角和振動(dòng)參數(shù)會(huì)導(dǎo)致流型轉(zhuǎn)換界限發(fā)生改變。由實(shí)驗(yàn)得到的氣液界面分布情況表明,振動(dòng)頻率主要影響相界面波動(dòng)程度,振動(dòng)幅度主要影響截面空隙率,傾角主要影響氣泡形狀及液面波動(dòng)角度。結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)比非線性振動(dòng)工況下傾斜通道內(nèi)空隙率的預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值,穩(wěn)態(tài)下兩相流空隙率計(jì)算公式同樣適用于非線性振動(dòng)工況。 

【文章來(lái)源】：高�；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2020,34(04)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

振動(dòng)頻率對(duì)流型轉(zhuǎn)換界限的影響

以f=5 Hz，θ=10°的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為例，針對(duì)A=2、5、8及12 mm工況下通道內(nèi)氣液兩相流動(dòng)情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)高速攝影儀所得流型繪制如圖4所示的流型轉(zhuǎn)換界限圖。圖4(a)～(d)分別給出了振動(dòng)幅度對(duì)珠狀流、彈狀流、分層流及波狀流的影響。從圖4可知，當(dāng)振動(dòng)幅度由2增大至12 mm時(shí)，彈狀流與珠狀流轉(zhuǎn)換界限上移10%左右，與波狀流轉(zhuǎn)換界限下移15%左右，與分層流轉(zhuǎn)換界限下移5%左右，分層流與波狀流轉(zhuǎn)化界限沒(méi)有明顯變化。與振動(dòng)頻率相比，雖然振動(dòng)幅度對(duì)流型轉(zhuǎn)換界限沒(méi)有顯著影響，但其同樣是影響非線性振動(dòng)通道內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性的重要參數(shù)之一。原因如下：

從圖中可知，當(dāng)通道傾斜角度由5°增大至25°時(shí)，分層流與波狀流轉(zhuǎn)換界限下移10%左右，其他各流型間轉(zhuǎn)換界限無(wú)明顯差異。然而由圖5(c)可知，當(dāng)傾角為25°時(shí)，原有流動(dòng)條件下并未出現(xiàn)分層流。且通過(guò)觀察珠狀流及彈狀流氣泡形狀可發(fā)現(xiàn)，傾角越大，氣泡不規(guī)則度越高。分析如下：傾角改變使氣泡所受浮力及振動(dòng)附加力在軸向上的分力發(fā)生變化，相應(yīng)改變了氣泡形狀，然而氣泡的穩(wěn)定程度主要受振動(dòng)參數(shù)的影響，因此引起其流型發(fā)生改變。對(duì)于分層流和氣相流速較大的波狀流，傾角增大會(huì)引起液相呈現(xiàn)倒流趨勢(shì)，受增大的重力及振動(dòng)附加力的影響，分層流及穩(wěn)定的波狀流在θ=25°的管道內(nèi)很難形成。

【參考文獻(xiàn)】：
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