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无缝弯头的实验循环流程

浏览: 发表时间:2021-06-01 09:47:14 来源:文章来自网络,如有侵权,请联系删除。

  目前对无缝弯头U形管内流型的研究大多采用高速摄像可视化的方法,而这会带来很大的主观性尤其是在流型过渡的区域。所以,近年来较多学者利用压力、压降和含气率等流动特征参数的波动实现了两相流流型的识别。其中压降波动特性因含有丰富的流动细节特征及测试方便等优点而被广泛应用到气液两相流的流型识别上。利用压降波动的PSD分布差异实现了水平管内气液两相流型的识别。用PsD方法分别对垂直向上直管内水水蒸气和空气水两相流的压降波动特性进行了分析并识别了典型流型。但是已有研究大多针对水平与垂直直管,很少见到横向U形弯头与邻近直管段整体(以下称为U形弯头单元)流型及压降波动特性的研究。在重力、离心力和二次流的共同作用下,U形弯头单元内气液两相流的压降波动特性与水平或垂直直管的相比必然有很大差异。因此,本文拟结合流动可视化与压降波动的特性实现U形弯头单元内流型的客观识别。

  无缝弯头的实验循环流程空气由压缩机提供,配置了三种量程的气体转子流量计,并在空气进入气液混合器前加装止回阀以防止水流入空气流路。水量由离心泵提供,经Y形过湾器、涡轮流量计和流量调节阀进入气液混合器。转子流量计与涡轮流量计的精度分别为25级和1级。流动可视化与压降测试的实验段如图2所示。菜用内径D=16mm,弯曲半径R=100mm的U形管,由直管段EP2、P3F和石英玻璃管段P2P3组成,横向U形管水平放置且两直管段在同一垂直平面内。取U形弯头与邻近20倍管径P2P3段为可视化区域。可视化图像由NAC公司生产的HX-6高速摄像机记录。实验中在可视化段后侧布置两层硫酸纸并采用背光系统,以增强拍摄的清晰度。压力测点如图2中的P1~P3所示,由02级的扩散硅压力传感器测量,其响应频率为500Hz。压力信号由美国***仪器N数据采集系统记录。

  无缝弯头采样领率为200Hz,菜样时间为605.工作介质空气和水的表观流速范围分别为017~16.58ms-1和0.10~203ms-1,实验在常温第压下进行2典型流型及流型图为更加客观地确定∪形弯头单元内流型,在蛟皃的气液表观流速下,同时开震了流动可视化和压降波动的实验测量。可视化发现横向U形弯头单元内流型与水平管的更相近,所以采用水平管广泛使用的流型术语进行定义。在实验范围内,向上流动的横向U形弯头单元内典型流型确定为如下5种,即分层搅拌流、塞状泡状流、段塞波形流、环状波开流和环状弥教流。其流动图像及压降时间序列。下面分别对每种流型的特征作简要描还分层搅拌流分层-搅拌流发生在较小的气相和液相表观流速下。横向U形弯管内流体向上流动时其重力的切向量与流动方向相反,且流体在小流速时主要受重力作用的支配。所以液相在弯头下部某一角度位置发生逆流而产生美似抗拌流的形式;逆流的液相在弯头底部和入口直管处不断积聚,待积累的液块足够多时快速地冲到弯头的最上部和出囗直管段:此时单元内流体表现为分层运待入口直管段液体的惯性力较大时而重复上述过程。


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