豎直管內(nèi)汽(氣)液固多相流動沸騰過程的流體動力學研究.pdf

1、管內(nèi)流動沸騰過程是流動與沸騰兩種基本物理過程的有機結(jié)合。而將固體顆粒加入到沸騰兩相流動過程中形成汽液固三相流動，能夠很好地解決換熱管內(nèi)的防除垢問題，且能達到強化傳熱目的。但其復雜的流動特性使人們采用已有的研究方法很難揭示系統(tǒng)內(nèi)存在的非線性特征，從而影響對沸騰多相流系統(tǒng)的認識和該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文利用非線性研究方法中的混沌理論作為研究工具，通過自己編寫有關(guān)計算混沌特征量的程序，考察汽(氣)液固多相流動沸騰過程的流體動力學特性，為此類系統(tǒng)

2、的應(yīng)用提供更加堅實的理論依據(jù)。
　　 以蒸發(fā)器內(nèi)的豎直換熱管為對象，考察了氣液固三相、汽液兩相及汽液固三相自然循環(huán)流動、汽液兩相及汽液固三相強制循環(huán)流動過程，通過對多相流動沸騰過程的壓力波動信號的確定性混沌分析，首次對豎直管內(nèi)汽(氣)液固多相流動沸騰過程的壓力波動信號進行了混沌識別，證明此類系統(tǒng)具有混沌特征。另外，對汽液兩相自然循環(huán)流動過程的溫度時間序列進行了較深入分析。
　　 理論和實驗研究結(jié)果表明：大顆粒的氣液固三相

3、循環(huán)流化床的壓力波動信號具有混沌信號的特征。熱流密度的變化對多相沸騰系統(tǒng)的功率譜密度函數(shù)有一定的影響，且功率譜密度函數(shù)的主峰個數(shù)及第一主峰的起始頻率能反映出流型的變化規(guī)律。汽液兩相自然循環(huán)流動中，隨著介質(zhì)粘度的增加，加熱段循環(huán)溫度降低，循環(huán)過程更加穩(wěn)定。不同表觀液速下，隨著熱流密度的增加，汽液兩相強制循環(huán)流壓力波動信號的分維數(shù)有變大的趨勢，說明汽液兩相流動的復雜程度在加劇，流動接近隨機運動。熱流密度對汽液兩相流壓力波動信號的關(guān)聯(lián)維數(shù)、K