两相流流型与参数测量

预习报告

一、实验名称

两相流流型与参数测量

二、实验目的

1.了解气液两相流流型研究的意义；

2.掌握水平管道中气液两相流常见流型的特征；

3.掌握目前判别气液两相流流型的测量方法；

4.采用目测法，通过改变不同气、液两相流流量的组合工况，判别并记录流

型及流型转变区间的相关数据；

5.根据实验数据绘制Baker流型图。

三、实验原理

在水平管道中的气液两相流，由于重力影响使流型结构呈现不对称性，因而水平管中的流型特征变得较为复杂。Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，一般把水平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。

（1）泡状流

在泡状流中，气相是以分离的气泡散布在连续的液相内，气泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含气率低时出现。

（2）塞状流

在塞状流中，小气泡结合大气泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，大气泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在大气泡之间还存在一些小气泡。

（3）层状流

在层状流中，两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开，由于重力和密度不同，气相在上部液相在下部分开流动。层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。

（4）波状流

当气流速度增大时，在气、液分界面上掀起了扰动的波浪，分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。

（5）弹状流

当气体流速更高时，分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。

（6）环状流

当气体流速进一步增高时，就形成气核和环绕管周的一层液膜，液膜不一定连续均匀的环绕整个管周，管子的下部液膜较厚，在气芯中也夹带有液滴。

水平绝热管中的流型变化

近50年来，各国学者根据对流动机理的分析和实验提出了许多来确定流型分界的流型图，其中有代表性的是Baker 流型图和Mandhane 流型图。 Baker 流型图是综合了空气—水两相流在常压下，水平管内流动的实验数据得出的，后来做了修改，修改后的Baker 流型图如图所示：

λ=[（ρ〞/ρa ）（ρ′/ρw ）]1/2

ψ=（σw /σ）[（μ′/μ）（ρw /ρ′）]1/3

常温常压下，空气-水两相流中λ=ψ=1。 四、 实验设备

储气罐，空气压缩机，两相流试验台。

ρ〞j g /λ，k g /（m 2·s ）

ρ′j f ψ， kg/（m 2·s ）

实验报告

一、实验标题

两相流流型与参数测量

二、实验步骤

1.开启空气压缩机；

2.开启两相流实验台；

3.确定水流量，由小到大改变气流量并记录数据及流型；

4.整理记录的数据，并根据数据绘制两相流流型图；

5.将绘制的流型图与典型的流型图做比较。

三、实验数据

四、结果分析

误差分析：

1、供水供气不均匀；

2、流型观察是一种高度定性的标准，部分相近流型人眼难以区分；

3、随着气体流量的变化，气体的密度也随之变化。

五、心得体会