氣液兩相流聯(lián)箱中流量分配的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、徑向引入聯(lián)箱的并聯(lián)分支管兩相流量分配問(wèn)題廣泛存在于電站鍋爐、換熱器和蒸汽發(fā)生器等受熱部件中。兩相流動(dòng)的特點(diǎn)決定了流量分配過(guò)程中存在著嚴(yán)重的相分離現(xiàn)象,使聯(lián)箱各個(gè)分支管不能保證兩相均勻分配,會(huì)影響換熱設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,因此研究聯(lián)箱內(nèi)的兩相流量分配問(wèn)題具有重要的實(shí)用價(jià)值和理論意義。
　　 搭建了空氣.水兩相流分配實(shí)驗(yàn)臺(tái),針對(duì)徑向引入單入口和雙入口兩相流聯(lián)箱開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究,主要進(jìn)行了入口流型為分層流、波狀流和氣彈狀流下聯(lián)箱內(nèi)并聯(lián)分支管

2、的兩相流量分配研究。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)入口干度在0.006～0.244、質(zhì)量流速在56～570kg/m2.s范圍內(nèi)時(shí),徑向引入聯(lián)箱分支管中的兩相流量分配極不均勻。
　　 為了定量分析聯(lián)箱分支管內(nèi)的兩相流動(dòng)分配規(guī)律,提出了徑向引入多并聯(lián)分支管聯(lián)箱中的兩相流量分配計(jì)算方法。應(yīng)用分流和分支T型三通管相分離計(jì)算模型,計(jì)算得出徑向引入單入口和雙入口聯(lián)箱并聯(lián)分支管流量分配結(jié)果,計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符良好。
　　 應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)

3、中自由表面模型,分析聯(lián)箱內(nèi)部?jī)上嗔髁糠峙湟?guī)律和兩相流動(dòng)變化過(guò)程,數(shù)值模擬結(jié)果和高速攝影結(jié)果均顯示徑向入口聯(lián)箱內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)明顯的氣液分層現(xiàn)象,形成一個(gè)波動(dòng)的氣水界面,影響了各分支管相分配的均勻程度。
　　 首次提出加裝笛形管均流器能夠改善徑向引入聯(lián)箱并聯(lián)分支管流量分配,提高氣液兩相分配均勻程度。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)笛形管均流分配器能夠有效解決普通聯(lián)箱內(nèi)部?jī)上喾謱硬▌?dòng)造成的流量分配不均問(wèn)題。首先進(jìn)行了徑向單引入聯(lián)箱的兩相流量分配的實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器后聯(lián)箱分支管的流量分配接近單相分配；其次實(shí)驗(yàn)比較了三種不同結(jié)構(gòu)笛形管均流器的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)果證明三種笛形管均流分配器均能不同程度地改善聯(lián)箱分支管兩相流量分配；然后針對(duì)徑向雙入口聯(lián)箱進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器不僅能夠獲得滿意的兩相流量分配,而且能夠在一定程度上解決雙入口不對(duì)稱引入引起的兩相流量分配不均問(wèn)題；最后高速攝影發(fā)現(xiàn)加裝笛形管均流器后與聯(lián)箱形成的環(huán)形空腔內(nèi)能夠形成塊狀流動(dòng),有效改善氣液分層現(xiàn)象