气液两相流研究现状
气液两相流模拟在铸造CAE领域的应用现状
气液两相流模拟在铸造CAE领域的应用现状摘要：充型过程的气液两相流动数值模拟技术是铸造cae领域的前沿，分析了气液两相流动数值模拟技术在铸造cae领域的应用。
介绍了铸造充型过程的气液两相流动的数学模型及计算方法。
探讨了两相流数值模拟技术在铸造cae上应用存在的问题，展望了铸造充型过程数值模拟的发展趋势。
关键词：铸造cae；气液两相流；充型过程；数值模拟引言多相流是由固相，液相，气相三相中任何两相或三相组合而成[1]。
而气液两相流动是指气体和液体同时存在且具有明确分界面的流体运动[2]。
近几年，气液两相流动数值模拟的研究成果已在多个工程领域得到应用。
铸造是个涉及多领域的学科，在整个铸造充型过程中，流动的金属液是液相，还存在各种来源的气体，气液两相流动相互影响，因此该过程可简化为气液两相耦合流动。
在充型过程中，型腔内空气卷入到金属液内部很难避免，铸件易因此形成缺陷，这些缺陷对铸件质量影响很大。
在金属液充填型腔过程中运用气液两相流数值模拟，有助于对充型过程中卷气、排气问题进行准确预测[3]。
本文介绍铸造cae领域中气液两相流模拟现状和发展趋势。
1 铸造充型过程气液两相流模拟的概况传统铸造充型过程的数值模拟大多建立在单相流技术上。
铸造充型过程的气液两相流动数值模拟是铸造cae领域近几年研究的热点。
2006年，韩国学者j.h.hong，在对铝合金压铸件进行模拟研究时建立了压铸过程的三维两相流vof模型。
同年，rohallah等人采用类似的数学模型，通过把型腔中的气体分类为有限可压缩流体和不可压缩流体两种情况，进而对边界条件、计算收敛速度等方面的影响进行了研究。
2008年，华中科技大学郝静[4]，基于level set 法，在铸造充型过程中以气体可压缩的气液两相流数学模型为基础，提出一种sola-level set方法，并给出了求解方法。
2010年，清华大学李帅君、熊守美，针对压铸提出了一种不可压缩气液两相流数学模型，给出了相应的求解方法，并用该方法模拟压铸充型过程的卷气现象[5]。
气液两相流传热与传质机理研究
气液两相流传热与传质机理研究气液两相流是指在管内流动时同时存在气体和液体两个不同的相态，这是许多工业流程和设备中常见的一种流动状态。
气液两相流的传热和传质机理研究是流体力学和化学工程中极为重要的一个研究领域，对流体流动和热传递的控制、组成物的转移及分离、能源转化和材料制备等都有重要的应用价值。
一、气液两相流的组成和特点气液两相流主要由气体和液体两个相态组成，其中气体被包裹在液体中形成气泡或气液界面，呈现出交替出现的液相和气相区域。
气液两相流具有一些独特的物理和化学特性，例如具有较大的界面面积和流动面积、较高的湍流强度和复杂的流动状态、气体泡在液体中的反复形变和与固体表面的接触等。
气液两相流具有很多广泛的应用，如油气储存和输送、化学反应器、纺织工业、热交换器、分离器和空气污染控制等领域。
气液两相流的研究不仅可以提供有效的工业流程和设备设计，而且可以促进一系列新的科学发现，以及各个领域的技术创新和发展。
二、气液两相流传热机理研究气液两相流的传热机理主要涉及气泡或气液界面的生成、移动和破裂等过程，这些过程对热传递的效率具有决定性的影响。
另外，气液两相流的传热机理还与流体性质、管道尺寸、流量和流速等相关因素有关。
通过对气液两相流传热机理的深入研究，可以发现其主要的传热规律包括局部传热现象、界面传热现象和黏性传热现象。
其中，局部传热现象是指在气泡或气液界面附近的特定区域内，存在着比较明显的局部热传递现象；界面传热现象是指在气液两相交界的位置上，由于相间传热的存在，形成了一个传热的“墙”；黏性传热现象是指由于气液两相之间的相互摩擦作用及其与管壁之间的接触作用，使局部热传导场发生显著变化。
三、气液两相流传质机理研究在气液两相流传质过程中，气液界面成为了物质传输的主要通道。
气泡或气液界面上的局部质量传递现象与传热现象类似，包括局部质量分布现象、界面传质现象和分子扩散现象等。
当前，气液两相流传质机理的研究焦点主要集中在质量传递的速率计算和模拟方法上，这些方法可分为数值模拟、解析模型和实验方法三种。
汽液两相流测量技术的现状及发展
汽液两相流测量技术的现状及发展
随着汽车工业的不断发展和技术的进步，汽液两相流测量技术也越来越受到关注。
汽液两相流是指在管道或设备中，同时存在汽态和液态的物质流动情况。
该流态在汽车制造和工程领域中广泛存在，如发动机冷却液、燃油系统、气缸冷却系统等。
汽液两相流的测量技术是实现流体系统优化的重要手段。
目前，国内外研究人员已经开发出了不同的测量技术，包括实验测量、数值模拟以及图像处理等方法。
其中实验测量是一种最为直接的测量方法，主要包括热物理参数测量和流量测量两类。
热物理参数测量主要是通过测量流体温度、压力等参数，来分析汽液两相流的状态。
而流量测量则是通过测量流体质量、速度等，来分析汽液两相流的特性。
数值模拟是一种通过计算机模拟流体系统中的物理过程，来分析汽液两相流的测量方法。
其优点是可以模拟流体系统中的复杂流动现象，但需要预先设定数值模型，且计算精度受多种因素影响。
图像处理是一种通过视觉分析汽液两相流的方法，如高速摄影、雷达成像等。
该方法可以直接观察汽液两相流的流动特点，但对环境条件的要求较高。
随着技术的不断发展，汽液两相流测量技术也在不断完善和发展。
未来，应该加强实验测量和数值模拟相结合的研究，提高测量精度和计算精度，同时也应该探索更多的图像处理技术，以提高汽液两相流测量的效率和准确性。
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气液两相流模拟在铸造CAE领域的应用现状
气液两相流模拟在铸造CAE领域的应用现状充型过程的气液两相流动数值模拟技术是铸造CAE领域的前沿，分析了气液两相流动数值模拟技术在铸造CAE领域的应用。
介绍了铸造充型过程的气液两相流动的数学模型及计算方法。
探讨了两相流数值模拟技术在铸造CAE上应用存在的问题，展望了铸造充型过程数值模拟的发展趋势。
标签：铸造CAE；气液两相流；充型过程；数值模拟引言多相流是由固相，液相，气相三相中任何两相或三相组合而成[1]。
而气液两相流动是指气体和液体同时存在且具有明确分界面的流体运动[2]。
近几年，气液两相流动数值模拟的研究成果已在多个工程领域得到应用。
铸造是个涉及多领域的学科，在整个铸造充型过程中，流动的金属液是液相，还存在各种来源的气体，气液两相流动相互影响，因此该过程可简化为气液两相耦合流动。
在充型过程中，型腔内空气卷入到金属液内部很难避免，铸件易因此形成缺陷，这些缺陷对铸件质量影响很大。
在金属液充填型腔过程中运用气液两相流数值模拟，有助于对充型过程中卷气、排气问题进行准确预测[3]。
本文介绍铸造CAE领域中气液两相流模拟现状和发展趋势。
1 铸造充型过程气液两相流模拟的概况传统铸造充型过程的数值模拟大多建立在单相流技术上。
铸造充型过程的气液两相流动数值模拟是铸造CAE领域近几年研究的热点。
2006年，韩国学者J.H.Hong，在对铝合金压铸件进行模拟研究时建立了压铸过程的三维两相流VOF 模型。
同年，Rohallah等人采用类似的数学模型，通过把型腔中的气体分类为有限可压缩流体和不可压缩流体两种情况，进而对边界条件、计算收敛速度等方面的影响进行了研究。
2008年，华中科技大学郝静[4]，基于Level Set法，在铸造充型过程中以气体可压缩的气液两相流数学模型为基础，提出一种SOLA-Level Set方法，并给出了求解方法。
2010年，清华大学李帅君、熊守美，针对压铸提出了一种不可压缩气液两相流数学模型，给出了相应的求解方法，并用该方法模拟压铸充型过程的卷气现象[5]。
管道内气液两相流流激力研究进展
管道内气液两相流在核工业、化工业以及石油运输等多个领域中广泛存在，与单相流计和运行具有重要意义。
在过去几十年内，管道外流对管道的影响受到了广泛关注[15-20]，但随着研究的深入，学者们发现管道内流流激力的产生机理与管道外流有本质的区别[21]。
本文首先对管道内气液两相流流激力的产生机理方面的研究进展进行了综述，然后总结了流激力的影响因素，最后对其计算模型进行了阐述，旨在全面展示气液两相内流流激力的研究现状，为进一步开展相关研究给出指导。
1. 气液两相流流激力发生机理1968年，学者Yih和Griffith[22]首次进行了三通结构内气液两相流流激力的实验研究，研究发现：气液两相流流动伴随着强烈的压力、持液率和动量通量波动，正是由于这些不稳定因素导致了管道系统的受力和移动。
作者认为动量通量更能从本质上揭示流动的变化规律，因此将动量通量变化看作“源”，三通结构的移动看作“响应”，但限于实验条件不足，实验并未直接测量流体动量通量的变化，而是使用过滤器将管道移动信号转换为动量通量信号。
Riverin和Pettigrew[6]使用光学探针测量了U型管弯管处的气泡大小和频率以及该处管道的受力值，作者认为，不同气泡的经过导致动量通量的不断变化，经过的气泡越大，带来的动量变化越大；通过实验数据做出气泡尺寸–频率图线，发现最大气泡对应的频率值与受力信号频谱图中主频率值是一致的，由此证明流体轴向动量通量的变化使管道弯管部分产生了脉动力。
Cargnelutti等[23]进一步指出，单相流中弯头部位作用力的产生是由于流体流动方向和压力的改变，而气液两相流中，这两者的变化由于密度、气液界面的急剧变化而大大增加；在直管中，管道作用力的产生机理是液塞经过引起的湍流噪声和压力波动，而在弯头部位，则是由于动量通量在短时间的剧烈改变所造成。
Giraudeau等[24]在实验中直接对截面含气率信号和U型管弯管部位受力同时进行测量，通过对比两者的频谱图发现，同一组实验下两者的主频率值基本相同。
井筒气液两相流动数值模拟研究
数值模拟是利用计算机技术和数值计算方法，对物理模型进行数学描述和求解 的一种方法。在石油和天然气工程中，数值模拟通常采用离散化方法和有限元 素法等数值计算方法，对井筒气液两相流动进行数学描述和求解。离散化方法 是将连续的物理模型离散化为网格模型，然后利用有限元素法等数值计算方法 对网格模型进行求解。有限元素法是将连续的物理模型离散化为有限个元素， 并对每个元素进行数值计算，最终得到物理量的近似值。
气泡之间在上升过程中可能会相互靠近并且产生合并现象。这些结果表明气泡 上升规律的变化可能主要是由液体黏度和密度变化等因素导致的。因此油水密 度黏度比的差异会决定气泡合并前流型是呈柱状或弹状的特点；在相同流量条 件下随着油水比例的增加油水界面的波动幅度逐渐减小当油水比例达到一定程 度后界面的波动幅度已经很小；
4、结果及分析
通过对数值模拟结果进行分析，可以得出以下结论：
（1）管内气固两相流动呈现出明显的非均匀性，且流动状态受固体颗粒性质 和气体速度的影响较大。
（2）在较低气体速度下，固体颗粒容易在管道底部积聚，形成固相浓度较高 的区域。随着气体速度的增加，固相浓度分布趋于均匀。
（3）在一定条件下，管内流动可能出现稳定的层流状态，即气体和固体颗粒 分层流动。这种现象有利于减小能量损耗和维护设备正常运行。
四、计算结果及分析
通过计算得到了不同工况下的流动规律和液相分布情况。当油水比例达到50% 时，气泡流动不再存在液膜的气泡接触角变小并且向正流区变化的现象变得更 为显著；在初始上升高度不随油水比例的变化而变化的情况下，随着油水比例 的增加，气泡在垂直管上升过程中更容易被拉长；当油水比例达到50%时，气 泡在垂直管上升过程中更容易被拉长；当油水比例增加到一定值后，
关键词：气力输送，管内流动， 气固两相流，数值模拟
气液两相流通过管壁小孔的分配特性研究及其应用的开题报告
气液两相流通过管壁小孔的分配特性研究及其应用的开题报告一、研究的背景和意义气液两相流在许多工程和科学领域中都有广泛的应用，例如石油工业、化工工业、环保工程、生物医学等领域。
在许多应用中，气液两相流要经过管壁小孔进行分配，比如说在反应器中的气体输入，需要通过管壁上的小孔进入反应器中。
又或者在环保领域中，要通过小孔进行喷洒水雾，才能达到清洗的效果。
因此，深入研究气液两相流通过管壁小孔的分配特性，对于优化工程应用具有重要的意义。
既可以帮助工程师设计更为高效的分配系统，又可以为制造商提供更好的分配器件。
二、研究的内容和方法本研究主要针对气液两相流通过管壁小孔的分配特性展开研究，主要研究内容包括以下几个方面：1. 小孔的结构设计和优化通过对不同结构的小孔进行实验，研究小孔的大小、形状、间距等因素对气液两相流分配的影响。
通过优化小孔的结构设计，找到最佳的分配方案。
2. 气液两相流的分配特性研究在已优化的小孔结构下，研究气液两相流的分配特性。
通过实验和数值模拟进行研究，得到气液两相流在小孔分配时的分配比例、流量和速度等参数。
3. 实际应用中的应用研究将优化的小孔结构和分配方案应用于实际的工程系统中，并进行工程实验和模拟，评估其应用效果。
本研究主要采用实验测试和数值模拟相结合的方法进行研究，使用高速相机等实验设备对气液两相流进行观测，采用CFD等数值模拟软件进行模拟分析。
三、预期成果和意义本研究的预期成果包括以下几个方面：1. 小孔结构的优化设计与应用通过优化小孔结构设计，得到最优化的分配方案，开发出高效的气液两相流分配器件，提高工程应用效率。
2. 气液两相流的分配特性研究深入研究气液两相流在小孔分配时的分配情况，为科学理解气液两相流的分配机制提供重要参考。
3. 实际工程应用实验和模拟分析验证分配方案的工程应用效果，为相关工程领域提供参考案例。
本研究的意义在于，为解决现实工程应用中气液两相流分配问题提供科学的研究基础和优化方案，开发高效的分配器件，提高了工程应用的效率和可持续性。
2012.气液两相流流型识别理论的研究进展
文章编号：CN23－1249（2012）06－0033－04气液两相流流型识别理论的研究进展方立军，胡月龙，武生（华北电力大学能源动力与机械工程学院，河北保定071003）摘要：介绍了气液两相流流型识别理论，首先探讨了气液两相流流型划分问题，然后详细介绍了流型的静态识别方法和实时识别方法，并重点介绍了基于压差波动理论、混沌理论、神经网络和复杂度特性的间接实时流型识别方法。
关键词：气液两相流；流型识别；划分；静态识别；实时识别中图分类号：TP391．41文献标识码：AResearch Progress of the Gas －liquid Two Phase Flow Pattern RecognitionFang Lijun ，Hu Yuelong ，Wu Sheng（School of Energy Power and Mechanical Engineering ，North China Electric Power University ，Baoding 071003，China ）Abstract ：This paper introduce the gas －liquid two phase flow pattern recognition theory ，it firstly probes into the division of gas －liquid two phase flow pattern ，and then introduced the static flow pattern identification method and real －time identification method ，and mainly describes the indirect real －time flow pattern identification methods based on the theory of differential pressure wave ，the chaos theory ，the nerve network and the complexity characteristics．Key words ：gas －liquid two phase flow ；flow pattern recognition ；division ；static identification ；real －time identification收稿日期：2012－06－19作者简介：方立军（1971－），男，副教授，研究方向为大气污染物控制和洁净煤技术。
气液两相流测量技术的现状及发展
柬工案 提术
工 业 技 术
气 液两相流 测量 技术 的现状 及发展
姚 磊， 吴月峰 ， 李士 宁 （ 河北农 业大 学机电工程学院 ， 河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ０）
摘 要 ：随着气液两相流测量技 术的进步，气液 两相 流理论得 到充分发展 ，也 为工程 实践提 供 了有 力工具 本 文主要 介绍 了近年来 气液两相流 对流量 测量 与流型检测的新技 术。在流量测量领域 ，本文主要介绍 了传统单相 流量计 、多流量计 测量、分流分相法 、超声 波法。在 流型检测方
的流量 计组 合测量 。 例如 ：节流元件 一 多孔动压探针 （ 笛形管 ），孔板 一 但 高速摄影法存在两 个问题 ：一个 问题 是 由于多相流具有 复杂的 文丘里 管 ，靶式 流量计 一 涡轮 流量计 ，文丘里管 一 涡轮流 量计 ，垂直 界面 ，易产 生相对多重 的反射 或和折射而影 响成像清晰度 。另 一个问 所得 信息太多 ，因而又带来了分析或 处理这 上升压 差 一 垂 直下降压差 。该方法装置 简单 ，但测 量范围小 ，受到具 题是 由于采用高速摄影 ，
被 测 两相 流 体 流 过分 配 器 时被 分 成 两部 分 ：一 部 分 两相 流 体 （ ８ ０ ％￣ ９ ５ ％） 沿原 通道 继续 向下游 流 动 ，称 这部 分流 体为 主流 体 ，这
一
３ 结 束语
通过对各个气 液两 相流动参数测 量方法的分析 ， 一 种 良好的测量 支路为主流体 回路 ； 另一部分两 相流 体 （ ５ ％～ ２ ０ ％） 则进入 了分离器 ， 技术或检测方法 必须具有成本低 、应用范围广 、实 时性 强、系统 工作 称这部分流 体为分流体 ，这一支路 为分流体 回路 ． 分流体 经分离器分 可靠、 安全等特点 。 在流量测量方面 多种方法综合使用 或分流分相法 ， 离后 ，气体和液体 分别进入气体流量 计和液体流量计进行 计量 ，最后 以及对这些方法 的优化将是未来研 究的热点 。在流 型检测方面 ，对层 又重新与主流体汇 合。 析成像法 、信号处 理的各个发法 的深 入研究 ，以及 对各个模型 的优化 （ ４ ）超 声波法 。超声波测 速原理 基于超 声波在静 止流体 中 的传 和组合利用 的是 目前的趋势 。 播速度不 同 ，即对 于固定坐标 系来说 ，超声波传播 速度 与流体 的流速
垂直管流中气—液两相的研究现状
垂直管流中气—液两相的研究现状徐海军(西安石油大学机械工程学院，西安，710065)摘要：深井气举采油由于流程长、产量变化范围大而有着一系列的特点。
因流程长，使得气液两相混合物在流动过程中压力变化很大，不可避免地要产生两种甚至多种流动型态（Flow Pattern），而不同流动型态对压降、持液率（空隙率）、混合物密度影响非常大，影响着气举井的设计和运行。
有人认为，在深井、超深井气举中，有1000m左右的管段可形成段塞流。
另外产量变化也极大地影响着压力梯度和持液率，而压力梯度是气举井设计的最基本依据（以此确定注气点位置、气举阀分布及数量、注气压力），因此，要使气举井工作最优，必须研究铅直气液两相管流问题。
关键词：垂直管流流型两相１研究现状对于气－液两相管流的研究，一般多是从能量平衡和物质守恒关系出发，来计算气液混合物在管中的平均流速、密度、水头损失、压力梯度等有关参数问题。
早在1914 年Wisconsin大学的Davis-Weider便发表了在直径为31.75mm短玻璃管内以空气举升水的大量实验数据。
他们把管内摩擦因数与滑移关联起来，试图得到以DVP为自变量，与单相流摩擦因数f相一致的曲线，由于当时并未考虑混合物总的流动密度，只是使用了水的密度，而没有达到预期的效果，但却为后来的两相流研究奠定了基础。
经过近一个世纪国内外学者的大量研究工作，已经预测流动模型形成和发展了各种各样的力学模型。
研究方法上可概括为不考虑流动型态和考虑流动型态两类。
1.1不考虑流动型态方法是将流型、滑脱损失及加速度影响计入两相阻力系数中，根据现场和试验数据得出压力梯度相关式。
在早期Poettmann-Carpenter（1952）和M.R.Tek(1961)的摩擦损失系数法的基础之上，Baxendell、Thomax(1961)、Brown(1963)、Hagedorn(1965)及Govier、Aziz(1972)和大庆石油学院陈家琅(1979)等国内外学者先后针对井内气液比、密度和粘度等参数随井深变化、油井总流量、以及油管直径的影响等，在计算方法上作了进一步的修正，为推动后来的各种经验和半经验压降预测模型的建立和确保模型的精确度，起了重要的指导作用。
汽液两相流测量技术的现状及发展
汽液两相流测量技术的现状及发展当前，汽液两相流是一种广泛存在于化工、能源等领域的流态。
与单相流相比，汽液两相流的性质更加复杂，涉及到流速、压力、温度、浓度等多个参数。
因此，在对汽液两相流进行研究和应用时，需要借助先进的测量技术。
本文将从两相流的测量原理、现有技术及其应用、发展趋势等方面进行探讨。
汽液两相流的测量原理主要包括两个方面：一是根据能量守恒定律测量液相中的质量流量，二是通过气相和液相在流动中的不同特性进行分离及测量。
在液相中测量质量流量的方法通常采用质量计在管道内进行测量，通过测量前后两个时间段内液体质量或体积的变化，进而确定液体质量流量。
一些探测器，如磁流计和波特计也可以用于检测液体质量流量。
液相和气相的分离可以分为机械分离、电磁分离、光学分离、声学分离等多种方式。
其中，常见的气相液相分离技术包括旋流器、旋转脉动器、多孔介质、电磁阀等。
通过这些技术可以将液相和气相分离，并对其进行测量。
现有技术及其应用目前，汽液两相流测量技术主要包括电容法、阻抗测量法、激光多普勒测量法、振动管法等。
电容法是最早用于测量汽液两相流的方法之一，主要通过电极对流体进行检测。
在稳定工况下，通过计算电极周围介质的介电常数可以确定液体的物理状态和相对含量。
该方法适用于中低流速的汽液两相流测量，适用于常见的工业化学品。
阻抗测量法是另一种常用的汽液两相流测量技术，主要用于液体质量流量的测量。
该方法在管道内加入感性或电容性传感器，并测量管道内流体的电抗、电阻的变化，从而获得流体的速度、压力等参数。
该方法适用于低流速和粘稠度较高的介质。
激光多普勒测量法主要采用激光将光束聚焦到流体上，通过激光返回的反射光信号确定气相和液相的位置、速度等参数。
该方法适用于流速较高、颗粒较小的两相流测量，常用于石油、海洋、医学等领域。
振动管法是一种常见的汽液两相流液相测量方法，主要采用振荡器在流动液体中产生振动，并测量液体振动的周期、振幅等参数。
气液两相流 整理
第一章概论相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型：两相均非连续相4、分层流动：两相均为连续相气液两相流的基本特征：1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变气液两相流研究方法：1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。
优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。
优点：有一定的理论基础，应用广泛缺点：存在简化和假设，具有不准确性3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。
优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式缺点：建立关系式困难，求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题：1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流2、水平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图：描述流型变化及其界限的图。
气液两相流测量技术的现状及发展概要
《热能动力工程前言》班级:硕动力152专业:动力工程姓名:汪辉学号:2152214135气液流测量技术发展汪辉摘要:随着气液两相流测量技术的进步,气液两相流理论得到充分发展,也为工程实践提供了有力工具。
本文主要介绍了近年来气液两相流对流量测量与流型检测的新技术。
在流量测量领域,本文主要介绍了传统单相流量计、多流量计测量、分流分相法、超声波法。
在流型检测方面主要介绍了,高速摄影法、层析成像法、信号特征分析法,以及小波变化法,神经网络法等实时检测方法。
关键词:气液两相流;流量测量;流型检测Research on development ofGas-liquid Two-phase Flow MeasurementTechnologyWang HuiAbstract:With the development of gas-liquid two-phase flow,on theone hand it promote the development of the theory of gas liquid two phase flow,on the other hand it provide a powerful tool for Industrial practice.This paper mainly introduces the new technology in recent years, which includes gas-liquidtwo-phase measurement onflow rate and flow pattern. In the field of flow rate measurement,the traditional single-phase flowmeter,multi-flowmeter measurement, extracting and separating method andthe ultrasonic method are mainly introduced. In the field of flow pattern detection,high speed photography method, tomography method, signal feature analysis, wavelet transform method and neural network method are mainly introduced. Keywords:gas-liquid two-phase flow; flow rate measurement; flow pattern detection气液两相流的测量技术的进步对其理论和工业实践的发展有着重要的意义。
溶气原油两相流动特性研究现状与进展
174由于我国生产的原油黏度高、流动性差，为保证输油管道的安全运行，往往采用加热、管道保温、原油乳化等措施来降低原油输送过程中的流动阻力。
这导致输油管道运行工艺复杂，设备投资高，燃料消耗大，管道运行效率低等问题。
开展原油溶气规律及其对流动阻力影响的研究工作，用溶气原油的流变参数来指导集输系统的设计和运行，能够有效减小原油流动阻力、提高管道运行效率、降低能耗、节省投资费用等，对集输系统的优化设计和运行具有重要指导意义。
然而，由于原油溶气规律及对流动阻力的影响非常复杂，且涉及到溶解度、体积系数、密度和黏度等问题。
目前国内外无论在原油溶气理论上，还是在技术上都还处于探索阶段。
1 国内外稠油溶气降黏现状1.1 稠油溶解天然气降黏稠油溶解天然气降黏输送技术目前仅是处于实验阶段，原始的稠油油藏中由于具有较高的温度和压力，并且溶解有一定的天然气，因此地层中的稠油具有很好的流动性能。
将稠油采至地面后，继续对稠油保持较高的压力，使天然气继续保持溶解状态，则可以使稠油维持较好的流动状态。
姜涛[2]等人利用吐哈油田L4-8井地面原油进行了稠油天然气溶解与降黏实验。
溶气饱和稠油的黏度是未混溶稠油黏度的2.9％，降黏幅度达97.1％。
薛海涛[3]等人对天然气在大庆5号原油中的溶解度进行了实验研究。
研究发现，天然气和甲烷在原油中的溶解度随着压力的增加而增大；同时，天然气和甲烷的溶解度随温度的升高而减小。
1.2 稠油溶解CO 2降黏超临界CO 2降黏是一项前沿课题，当气体处于超临界状态时，其性质是介于液体和气体之间的单一相态，具有与液体相近的密度，黏度高于气体但低于液体，扩散系数为液体的10~100倍，对物料有较强的溶解能力和较好的渗透性；另一方面，气状的CO 2能够进入许多溶剂不能进入的空间。
因此，把超临界二氧化碳作为一种溶剂溶解原油，降低原油黏度，CO 2溶于稠油后，可以使其黏度下降为原来的几十分之一。
郝永卯，薄启炜等人[4]利用RUSKA落球式黏度计与RUSKA高压压力-体积实验装置，他们实验发现，CO 2对原油具有很好的膨胀作用和降黏作用。
气液两相流体的混合性能评估与优化
气液两相流体的混合性能评估与优化摘要气液两相流体的混合性能对于很多工程领域具有重要的意义。
本文将从混合性能的评估和优化两个方面进行探讨。
首先，我们介绍了气液两相流体的基本概念和特点，然后介绍了常用的评估指标和方法。
接下来，我们讨论了混合性能的优化方法，包括操作参数的调节和设备结构的优化。
最后，我们总结了目前研究中存在的问题，并展望了未来的研究方向。
引言气液两相流体的混合性能在很多工程领域都具有重要的意义，如化工、环境工程、能源工程等。
混合性能不仅关乎生产效率和产品质量，还直接影响设备的能耗和操作安全。
因此，评估和优化气液两相流体的混合性能是一个具有挑战性和实用价值的课题。
本文将从混合性能的评估和优化两个方面进行探讨，并尝试提出一些解决方案和研究思路，以期为相关领域的工程实践提供一定的参考。
气液两相流体的基本概念和特点气液两相流体是指同时存在气体和液体两种物质在同一空间内运动的流体。
相比于单相流体，气液两相流体具有以下几个特点：多相性气液两相流体由于同时存在气体和液体两个相态组分，因此具有多相性。
多相流体的流动行为更加复杂，包括相分布、相界面的运动、相变等。
由于多相流体的性质不同于单相流体，因此需要采用不同的评估指标和方法进行研究和分析。
相互作用气液两相流体中的气体和液体相互作用，相互之间存在着物质和能量的交换。
这种相互作用对于气液两相流体的混合行为产生重要影响。
例如，气泡在液体中的形成和破裂，液滴在气体中的分散和聚集，都是气液两相流体中相互作用的典型现象。
不均匀性气液两相流体的混合行为通常不均匀分布在系统中。
例如，在气液两相流体的管道系统中，气相和液相的浓度分布通常不均匀。
这种不均匀性可能会影响混合性能的均匀性和稳定性，因此需要对不均匀性进行评估和优化。
混合性能的评估方法为了评估气液两相流体的混合性能，需要选择合适的评估指标和方法。
下面介绍几种常用的评估方法：混合度评估混合度是评估气液两相流体混合性能的重要指标之一。
气液两相流动粒子成像测速技术_PIV_研究进展汇总
气液两相流动粒子成像测速技术(PIV 研究进展3许联锋, 陈刚, 李建中, 金上海(西安理工大学水力学研究所, 西安710048 摘要:粒子图像测速技术(PI V 作为一种全新的无扰、瞬态、全场速度测量方法, 已被广泛应用于液体或气体的单相流流速场测定。
对于两相流PI V 技术, 目前还处于起步与发展阶段。
本文对近年来两相PI V 技术的发展及取得的成就进行了回顾, 简要地分析了PI V 技术在两相流测量中的潜在优势及存在的困难, 着重对目前两相流PI V 技术中的关键技术-相分离方法进行了较为详尽的总结与评述, 并对PI V 技术在分散相颗粒尺寸及浓度测量方面的应用进行了讨论。
关键词:多相流体力学; 两相流;PI V ; 相分离方法; 粒径分析; 浓度测量中图分类号:T V13113+4文献标识码:AR esearch advances of particle im age velocimetry forgas 2liquid tw o 2phase flowX U Lian feng ,CHE N G ang ,LI Jianzhong ,J I N Shanghai(Institu te o f hydraulics , Xi ’an Univer sity , Abstract :As a new method for non2intrusive velocity measurement ,particle image velocimetry (PI V is widely used in as well as in gas flow , but the tw o 2phase PI V measurement technique is in In recent years ,many researchers have made great efforts in this field and gets ,superiority ,difficulty of PI V used in tw o 2phase flow measurement and the recent of separation methods a key technique in tw o 2phase PI V measurement are presented in this paper. The particle size and concentration measurement methods are als o discussed in this paper.K ey w ords :multiphase fluid mechanics ; tw o 2phase flows ; PI V ; phase separation ; size analysis ; concentration measurement收稿日期:2004203223基金项目:国家自然科学基金项目(50079020 ; 陕西省教育厅科研计划项目(00JK 190作者简介:许联锋,1971年出生, 男, 讲师, 博士1引言气液两相流作为两相流中的一种, 广泛应用于水利、动力、化工、核能、石油、冶金等领域。
气液两相流整理
第一章概论相的概念：相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分，与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法：双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题：1、多相流问题未得到解析解；2、油气水三相流的研究不够深入；3、水平井段变质量流动研究较少；4、缺乏向下流动的综合机理模型；5、缺乏专用研究仪器气液两相流的分类：1、细分散体系：细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系：较大的气泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型：两相均非连续相4、分层流动：两相均为连续相气液两相流的基本特征：1、体系中存在相界面：两相之间也存在力的作用，出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样：两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象：相间速度的差异称为滑脱，滑脱将产生附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很大变化，质量流量不变气液两相流研究方法：1、经验方法：从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。
优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验方法：根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。
优点：有一定的理论基础，应用广泛缺点：存在简化和假设，具有不准确性3、理论分析方法：针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。
优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式缺点：建立关系式困难，求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题：1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流2、水平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质6、各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点流动型态：相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图：描述流型变化及其界限的图。
气液两相和油气水三相段塞流流动特性研究
气液两相和油气水三相段塞流的流动特性研究1.本文概述随着石油工业的发展，对油、气、水三相流动的研究越来越受到重视。
段塞流作为一种特殊的流动形式，经常发生在石油生产和运输过程中。
段塞流的特点是流体在管道中以段塞状周期性运动，这对管道的输送效率和安全性有重大影响。
深入研究气液两相和油气水三相段塞流的流动特性，对提高油气输送效率、确保管道安全运行具有重要意义。
本文旨在系统研究气液两相和油气水三相段塞流的流动特性，包括流型识别、压力损失、流动稳定性等方面。
通过对不同条件下段塞流流动特性的实验研究和理论分析，揭示了段塞流的形成机理和演化规律，为油气管道的优化设计和安全运行提供了理论支持。
本文首先介绍了段塞流的基本概念和研究背景，然后对气液两相和油气水三相段塞流流动特性进行了详细的实验研究。
通过改变流量、压力和温度等参数，观察和分析段塞流型的变化和流动特性的演变。
同时，将理论分析与数值模拟相结合，对实验结果进行了解释和验证。
本文总结了气液两相和油气水三相段塞流流动特性的研究成果，指出了研究中存在的问题和不足，并展望了未来的研究方向。
本文的研究成果对深入了解段塞流的流动特性，优化油气管道的设计和运行具有重要的参考价值。
2.气液两相段塞流的理论基础在油气田开发过程中，气液两相段塞流是一种常见的多相流现象，对油气开采的效率和安全性有着重大影响。
段塞流是一种复杂的流动模式，其特征是在气体和液体之间的管道中交替形成大气泡（气塞）和液块（液塞）。
这种流动模式的形成与多种因素有关，包括流体的物理特性、管道的几何尺寸、流速、压力和温度。
研究气液两相段塞流的理论基础，旨在通过深入分析流动特性，建立描述和预测段塞流行为的数学模型。
这些模型通常需要考虑气体和液体之间的相互作用，如滑动速度和液膜效应。
滑移效应是指管道中气体和液体流速的差异，而液膜效应是指当气泡在管道中上升时，液体与管道壁接触形成的薄膜。
段塞流的研究还需要关注流体动力学中的不稳定性问题，如液塞的波动和破裂，以及气塞的合并和分裂。
水平管内气液两相流流型研究综述
题目: 水平管内气液两相流流型研究综述摘要：气液两相流的研究对工业技术很大的意义，流行的确定与研究对进一步揭示两相流的一些基本规律，深入研究流动和传热特性，推动两相流的发展和研究。
阐述国内外两相流流型的研究状况，主要对水平管内两相流型（分层流、段塞流、弹状流、环状流和分散泡状流）作综述，所采用的试验方法，各流型的形成以及相互转换的机理。
关键词：两相流流型水平管流型形成流型转换Abstract: The gas-liquid two-phase flow of great significance for industrial technology, to determine the prevalence and research further reveals some of the basic rules of two-phase flow, in-depth study of flow and heat transfer characteristics, and promote the development and study of two-phase flow. Elaborate flow pattern study abroad situation, the main type of two-phase flow in horizontal pipe (stratified flow, slug flow, slug flow, annular flow and dispersed bubble flow) for review, the test method used , and the flow pattern is formed in the conversion mechanism. Keywords:Two-phase flow patterns horizontal pipe flow pattern formingflow pattern Conversion一、前言气液两相流的研究，是随着工业技术需要发展起来的，特别是上世纪40年代，由于动力工程、化学工程、石化工程、原子能工程、航天工程及环境工程的兴起，气液两相流研究日益受到重视，促使其形成一门完整的应用基础学科。
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气液两相流研究现状
两相滝的定义妾从相的概念出发.相是指在没有外力作用下*物理、化学性质完全相同*成分相同的均匀物质的顒嗪态*并且相与柑之问有明璃的物理界面*自然界中的物廣通常可分为气相.液相和固袍，单相物质（如气休或液秋）的逹动称为单相流、两榨谎则指的聂两种不同相物质（至少一相为流体）在同i体系中的共同流动|'卩自然界和工程领城中广眨有在着两相流.两相流在莅油、动力、化工、制冷、枚能、冶金、水泥.鴨倩加工、适城、水利、环境保护*建筑及航天等领城荊有潘广楚的应用凹叫按携相的纽昔方式可以将工业中的两相就分为：气液两相流"气固两相流*液因两相谎【"⑶・此外，工程中也将两种不能均匀倔合的液体的女屁流动称为直液荊相流⑴叫
气痕两相流是两相流动中锻为常叽的形或之一，在各种工业领域中广通存在.例如、石描.天然气和低器点液体的传输过程’再如锅妒、沸腾管r净礙器、气液淞合黑、苓液分离器等传热传质设备中的化学物理过程.由于吒液两棺谨中的％榨和藏相都具有可变界面，而气相文具有可压绸性*因此气議两相流被认为是最为复来的一种两相流动I叫
气液两相流可以旅据吒液两相的组分而分为单粗分气液两樹流和克组分气液两相流【叫单组分气液两相流的气液两相为同一种化学庇分的物质.例如，水蕉气和水的甩合物的谨动掲于单组分气克两相逋’单组分气Si两相诫在流动时很携压力变化的不同会发生栢«,即部分就体能汽化为驀汽或部分黨汽癡结为液体.眾组分气痕两相流的气義两相为不同化学成分的两种機廣.例如，空气和水的混合物的流动属于双组分茕簌蒔梱流，双齟分气液菸相流一般在流动时不会发生相变.
与单相潦相比，气液两枸渡有着怦多特点。
气液两相洗各相间的物埋性就（密度*粘度筹）■化学性嵐、相间相对速厘等都畏影响两相渝就动的豐宴因素.此外’由于相界面的存在，通过界面可能发生热矍、质量和动量的传递.气液界面的形状还会随时发生变化, 不同程度的相的衆井也可能会发生，如小气逼并战大吒泡或小就猜井成大菠滴.
总之，气戒两相流本禽存在的这些特性都使得吒菠商相流问題的竝理费得更加困难和崔也【工创
气栽两相流中的气相和液相通常各具有一组流动费量•因而描述九菠两相流的参数要比描述羊相沆的参数多•气液两相流动介质在时问、空间上存在随机分布和相界面的变化, 相问还可能存在相对速度等，除了描述单相流动的券歌如速度、温度、圧力、流量等寥数外，研究者们还引入了一些新的参数对气義两相流动特性进行描述.常见的气液两相流主要参數包括：流型、分相含率、速度.流帑.密度和压力降尊卩切・
(1)流型
流型指的是流体流动过程中相分布的结构咸形式，是两相流动的一个定性的参数.两相流体的传熱、传质特性会受到流型的影响，而且两相流其他歩数的准确测11也在往依赖于对流型的了解.由于气液两相界面形状的随机可麦，便得气液两相流具有复杂多样的涛型.
(2)分相含率
分相含銅指的是两相流体系中各相的分相含量，对于分相含率，各类两相流有臺不同的习慢术语，在气液两相流中分和含率又称为空隙率或含气來，而气因两相流中分相含率则称为空陳度或含固率.分相含望可以表示一段管流按容积.栽面的平均分相含率.也可以炭示局部分相含率.
对于气液两相流而肯，分相含率是指在两相流借逋横我面上气相所占的截面积与管谴横截面总面积之比，表示为：
(IJ> 其中，/为横载面总面积，〃为气相所占的截面积，/0为液相所占截亜积.
当两相流动是定常的均匀流动时，分相含率还可以用管谴中某一长度内气相所占的容积与该段管道的总容积之比，即
(1.2)
A L
其中，卩为管段总体积，岭为吒相所占体积.阶为液相所占体积.
⑶速度
由于气液两相流的相之间存在相对速度，除了以混合流体的平均速度描述外，还采用 分相洗速来叢示.对于气液两相流.分相流速包据吒相折算速度站呛和液相折算速度吟， 定义为分相流量与曾道总截面积之比，分别表示为；
其中，Q 为气相体积流量，@为液相体税流量.
气相实际流連叫与液相实际茨速⑷则定义为是单相流金与单相实际占据的裁面积之 比.分别表示为：
(].5)
(1.6)
(4) 流量
两相流的流1!通常可以采用容积流量或质量流量来进行描述•对于气液甫相這的总质 量流量.定义为舉位时冋内流过任一管适様戏面的代欢混合搁的总质量(叩％相质量流量 与戒相质童流量之和 >;对于气液两相流的总体积流祉，定义为单位时间内流过任一管道 橫截面的气液混合物的总体积(即气相依积流量与裁相体积流畳之和>.
(5) 密度
对于气液两相流动，两相混合物的平均密度也是一个常用参数.通常可根据各相密度 和分相含举等参数计算获御.
(6) 压力降
压力嘩是设计各种存在气液两相流动的工程设备的最基本参数之一•气液两相流的压 力降除了包括摩擦阻力压力降、重位压力降、加速圧力降这三种圧力降以外，在实际工程 领域的管路中，还存在局部阻力压力降，它畏气簌两相流在流经各种阀门、弯头、孔扳豹 文丘里管等管件时产生的压力降.目询r 关于气液那相流压力降已经有不少的硏究工作, 有大：■的a =_a_
A A K + (13)
<1.4)
圧力降计算模型和计算式可供应用同.
除了上述的歩数之外，诸如传热、传质系菽、滑移比尊参数也是两相流中常见的参数, 这些参数对于两相流系沆动特性的分析和研究也都有着重夏的作用卩・v此外，两相流中气泡、義滴或颗粒的尺寸及分布，液廡的厚度等也都是描述两相流动特性的参数卩】・本文硏究中涉及的两相流参数主要为气液两相流的流型、气泡速度和气相含率.。