搖擺對水平管內氣液兩相流流型影響的研究.pdf

1、核動力船舶在海洋中航行會受到海洋條件的影響產生搖擺、傾斜、起伏等運動，因此搖擺狀態(tài)下的兩相流流型的確定對分析系統(tǒng)的流動和傳熱性能有著十分重要的意義。 本論文主要通過實驗和理論分析研究了搖擺對水平管內氣—液兩相流流型的影響。 實驗在常溫常壓下進行，采用空氣和水作為流動工質同向通過試驗段，試驗段為透明的有機玻璃管，水平固定在搖擺臺架上，分別進行了兩種管徑(25mm，34.5mm)的水平非搖、傾斜和不同搖擺狀態(tài)的實驗。實驗中采

2、用可視化法測量流型，用壓差變送器測量壓降，用快速截止閥法測量截面含氣率，所有的動態(tài)數(shù)據(jù)均由計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行實時記錄。 實驗結果表明，同一工況下一個搖擺周期內不同時刻的流動特征有很大的差異；對于低流速下的氣液兩相流動，受搖擺作用的影響，流動很不穩(wěn)定，而高流速或高氣速時，搖擺的影響減弱，流型基本上與穩(wěn)態(tài)傾斜上升或下降管內的流型接近。通過對壓差波動時域特征的分析，發(fā)現(xiàn)搖擺狀態(tài)下的壓差信號能客觀地提供流型的信息。對比不同狀態(tài)下的流

3、型圖，發(fā)現(xiàn)管徑、傾角、搖擺周期和最大搖擺角度對流型的轉變有顯著影響。 本文通過對實驗現(xiàn)象的分析，給出了水平管搖擺狀態(tài)下流型的定義和分類，并結合壓力、壓差的變化特征給出流型判定依據(jù)。通過流型照片對搖擺狀態(tài)下的流型轉變進行了實驗現(xiàn)象描述，繪制出不同狀態(tài)下的流型圖并進行比較，分析了管徑、傾角、搖擺等主要參數(shù)對流型轉變界限的影響。通過對單相水在搖擺狀態(tài)下的運動分析，提出了一個包括雷諾數(shù)、最大搖擺角度和搖擺周期等參數(shù)在內的單相水摩擦壓降系