垂直放置矩形微通道内气液二相流流型

对水力直径90.6μm、宽深比9.668的矩形硅微通道中的流动冷凝过程进行了可视化研究。研究发现,宽矩形硅微通道中的冷凝,沿程主要有珠状-环状复合流、喷射流和弹状-泡状流等流型。在珠状-环状复合流区,冷凝液膜可覆盖通道竖直侧壁,而在通道长边上,仍然为珠状凝结。喷射流位置随着入口蒸气reynolds数的增大而延后,通道截面形状对流动冷凝不稳定性也存在很大影响。喷射流之后为弹状-泡状流,弹状气泡沿程逐渐缩短,并在表面张力的作用下收缩成圆球形气泡。冷凝通道的平均传热系数将随着入口蒸气reynolds数的增大而增大。

辅助高速摄影仪对正方形小通道内氮气-水两相流向上流动进行可视化观察,对流动特性进行了实验研究,获得了典型的流型图像。采用数字图像处理技术对流型图像进行了处理,检测得到气相的周长、面积,并通过提出的假想圆柱体模型计算和统计得到了截面含气率。将压降实验数据分析结果与典型的分相流、均相流压降模型预测值比较,结果表明,chisholm关系式能较好地预测两相流的压降变化,lee&lee关系式和dukler关系式可较好地预测低表观速度时的两相流压降。

气液两相流技术是蒸发冷却电机冷却系统设计的关键问题,本文围绕电机空心导线内气液两相流动的研究展开论述,从经验模型和唯象模型两个角度叙述了近年来微矩形管道内气液两相流动取得的进展及存在的问题,并提出了新的研究方向。介绍了蒸发冷却电机在中国的发展现状和未来展望

对球形颗粒填充通道内的空气-水竖直向上两相流动流型进行了可视化实验研究。实验段填充球直径分别为3、5和8mm,气相表观流速为0.005～1.172m/s;液相表观流速为0.004～0.093m/s。实验观察得到4种典型流型:泡状流、串状流、液柱脉冲流和乳沫脉冲流,并绘制出流型图,其中脉冲流占据较大区域。通过与常规通道流型图对比发现:由于填充颗粒的影响,球床通道泡状流区域较常规通道显著减小。对比3种球床通道流型图得到:随着颗粒直径的增加,串状流区域增大;在低液相流速下,对于8mm直径颗粒,串状流可直接过渡到乳沫脉冲流。

对旋转矩形通道内的湍流流动和换热进行了直接数值模拟.非稳态n-s方程的空间离散采用二阶中心差分法,时间推进采用二阶显式adams-bashforth格式.分析了旋转对通道截面上主流平均速度、截面流速以及截面平均温度的影响,结果表明:在不考虑离心力的作用时,随旋转数的增大,管道截面的平均速度减小,平均湍动能减小,与静止时相比,旋转数为1.5时平均湍动能减小了33%;在考虑离心力的影响时,对于径向旋转轴向出流,平均速度增大,平均湍动能增大,而对于径向旋转轴向入流,结果相反.在旋转数为1.5时,与不考虑浮升力相比,对于径向旋转轴向出流,平均湍动能增大了17%,而对于径向旋转轴向入流,平均湍动能减小了43%.

变制冷剂流量制冷循环性能与气液两相流流型的研究——介绍实验应用流动显示方法等内容！

对水平放置矩形截面螺旋通道内弹状流的流动特性进行了实验研究。通过实验获得了不同周角下的气弹演变过程和局部流动特征,结果表明,其流动特性会随着螺旋周角位置的变化而变化。根据实验数据分析发现,同一工况下,不同转角气弹的运动速度、频率和长度分布不尽相同。重力和离心力的相对大小决定着内外壁面液膜的厚度,给出了同一条件下,不同时刻的液膜厚度的演变过程。最后对下降液膜的运动速度展开了分析研究,在螺旋上升过程中,液膜下降速度逐渐减小,在螺旋下降段,液膜速度明显增大。

气液两相流流型振荡诱发制冷循环不稳定性的实验研究——研究利用变制冷剂流量制冷循环的实验平台结合流动显示方法发现：1)蒸发器出口的制冷剂气液两相流流型存在过热蒸汽流和雾状流两种型式，二者之间存在一个转变过渡区域，此时，两种流型闪动交替出现，回气...

以垂直向上窄缝矩形通道内去离子水为流动介质,对单相等温流动及恒热流密度条件下的单相传热进行了实验研究。结果表明,窄缝矩形通道内的单相等温流动特性及单相传热特性并未偏离常规尺度通道内的相关规律,采用经典理论解或关系式能获得较好的预测结果。

利用realizablek-ε湍流模型对带缺口的梯形扰流片进行流动和传热特性的数值模拟,研究了梯形扰流片的缺口位置及流动方式对矩形通道内流场以及传热的影响,同时通过对涡量、流线、流速分布、压力变化、湍流强度等的分析,揭示了扰流片强化传热的机理。结果表明,逆流时nusselt数比顺流时提高了21.7%,同时摩擦因子也提高了25%。顺流时内侧缺口绕流片提高了传热系数的同时也增加了摩擦阻力,而外侧缺口的绕流片降低了传热系数同时也降低了形状阻力。研究发现较低reynolds数下(10000<re<14000),逆流体现了较好的综合性能,但较高reynolds数下(14000<re<20000),带缺口的绕流片则表现更好的综合性能。由于kelvin-helmholtz不稳定性导致了绕流片顶端后缘产生自由剪切层并诱发了发夹涡;绕流片的前后压差导致了流场内流体的旋流运动,形成了两个纵向涡;扰流片背面的逆压梯度产生了回流并形成回流涡。纵向涡强化了壁面与流动中心的对流传递过程,发夹涡则强化了主流区的流动混合,两种涡的共同作用加速了壁面的热量交换,实现了强化传热。

以空气、水为工质,对进口和出口水平管内气液两相流流过闸阀的局部阻力特性进行了研究。管内直径38mm、阀门通径40mm。根据实验结果,总结出了空气和水两相流体流过闸阀时的局部阻力变化规律,并与前人的结果进行比较,提出了闸阀局部阻力修正系数,计算值和实验符合良好。

用盐水示踪、微机采样来研究垂直管道浸取器回弯头内单相流的流动模型。选用扩散模型。将回弯头分解为直管段和回弯两部分。在设备的进口和出口同时检测应答,用矩阵法转换成理想脉冲的应答,求取回弯的混合扩散参数,并作关联。

在四种地基条件下,对刚性矩形涵洞进行施工过程有限元模拟,分析涵洞土压力变化规律,讨论沟槽宽度和地基刚度对涵洞顶垂直土压力的影响.结果表明,地基与回填土体弹模比相同条件下,洞顶垂直土压力系数呈先曾后减的趋势;填土高与槽宽比相同条件下,洞顶垂直土压力系数随地基与回填土体弹模比的增大而增大;地基弹性模量增大时,涵洞顶部的土压力增大.

针对污垢沉积而导致高炉冷却壁传热效率降低的疑难问题,通过在冷却水管内加入固相颗粒以形成液固两相流,从而改变两相流体对冷却水管的传热和抗垢性能。在不同固相体积分数下进行了冷却水管内液固两相流动的传热和抗垢性能研究。研究结果表明,由于固相颗粒的扰动和剪切效应,不仅可以增大冷却水管传热系数和强化传热效果,而且增强了抗污垢能力,延长了设备的高效运行时间,实现冷却壁的长期高效运行。

一织厂，丰r习，型／建-／自制气流流型测定装置 丰富空调实验教学内容 纺织厂车间气流组织测定是一项十分重 要的工作，它包括温度分布的测定，速度分 布的l测定和气流流型的测定。前两项内窖现 有的温度速度测量仪表仪器已经基本上满 足了测定的需要，而气流流型的测定却投有 现成的装置．为此，我校化学实验室与空调 实验室台作．参考有关资料，自制了气流流型 铡定发烟装置。现将装置及效果等简述如下： 一 ，气逮藏堑蔫定发姻装置简介 l、发烟装置原理及结构 1)原理： 当无色nh，气与hcl气接触反应时， 会生成白色nh．cl结晶。由于此结晶颗粒 微小，会飘浮在空中，形成自色烟雾，如遇 空气流动，则随之流动本装置即利用此原 理测定气流流型。反应式如下： 整理相关因索列表如下： 品假设单位耗1吨纱吨纱需

为了研究植物水分通道导管内流等雷诺数小于1的微通道内流流场特性,采用micro-piv试验测量技术和fluent软件,通过设置合适的多孔介质区域厚度与动量源项,建立多孔介质模型模拟壁面粗糙元影响的数值模拟方法,在雷诺数分别为0.15,0.25和0.35时,对断面尺寸为400μm×400μm的方截面直微通道内流流场进行研究,并将试验与数值模拟结果与直接对控制方程解析求解所得的解析解进行比较.结果表明:微尺度通道往往具有壁面相对粗糙度高的特性,该特性对通道内流场分布造成的影响,在雷诺数很低的情况下,仍然不可忽视.解析解是针对常规尺度通道推出的,未考虑微通道较高的相对粗糙度对流场的影响,虽然其流场速度廓线的变化趋势与试验值相近,但其值在距离流道中心小于0.04mm的主流区小于试验值,而在距离流道中心大于0.04mm的近壁区大于试验值.采用多孔介质模拟壁面粗糙元则可以有效地实现对方截面直微通道低雷诺数内流的模拟,试验值所得数据点与模拟值所成曲线重合.

本文基于分离流模型,建立了垂直向上流动环形通道内环状流的三流体模型,并对干涸点进行了数值模拟。比较计算结果和实验结果,发现两者符合较好。结果显示:当干涸点发生在内管并且外管热流密度不变时,临界含汽率随曲率和间隙的减小而增大,当干涸点发生在外管且内管热流密度不变时,情况相反;对于固定的间隙,当外管内径大于20mm时,或间隙小于0.5mm时,压力和质量流速对临界含汽率的影响非常微弱。

在实验研究的基础上,采用小波分析的方法对窄矩形通道内两相流的流型进行有效的识别,为在不可视或不能进行摄影测试技术特殊情况下提供了有效识别方法。通过可视化观察发现,窄矩形通道内两相流流型主要有泡状流、弹状流、搅混流和环状流。采用小波分析法给出了4种流型的功率密度图,并结合每种流型的特征及压差波动特性,对每种流型的频率分布范围及最大能量分布范围给出了界定。因此,利用频率分布特征值及最大能量分布值可对流型进行有效的识别和判定。

准确判断输气管道内气液两相流流型是深入输气管道工程研究与应用的基础。本文分别介绍了垂直上行管段和水平管段两种情况下输气管道内气液两相流的流型的分类方法,分析了影响输气管道内气液两相流流型的主要因素,并研究了目前主要的输气管道气液两相流流型的监测技术,对于输气工程研究与应用具有重要现实意义。

本文以去离子水为工质进行实验,研究垂直矩形窄通道换热特性。采用单侧壁面加热,改变工质流动参数,分析沿流动方向的壁面温度分布特性和测温点处的局部换热系数。实验表明:以对流沸腾为主的阶段,换热系数随着质量流速的增加而增加,入口温度对于换热系数基本没有影响;当干度χ0.1时,换热系数随着干度的增加而基本保持不变。以核态沸腾为主的阶段,换热系数随干度的增加而略微上升,随入口温度的升高而增加。

在可视化观察的基础上,实验研究了矩形通道高宽比对两相流动阻力和流型关系的影响。实验选择了3种通道尺寸的实验段,截面宽度相同,全部为43mm,高度分别为1.41、3和10mm,根据受限因子co,前两个实验段属于窄通道,第3个属于常规通道。实验结果表明:高宽比不同时,随着气相流速的增加,通道内两相流动压降呈不同的变化趋势。对于10mm通道,低气相流量时重位压降占主要成分,而对于1.41mm和3mm通道,摩擦压降占主要成分;随着气相流量的增大,总压降中摩擦压降的比例也增大;对于10mm矩形通道,可利用压降变化规律确定搅混流的发生范围。

在机玻璃竖直矩形通道内，以空气和去离子水为工质获得实验数据。据此对竖直矩形小通道内均相流模型的适用性进行评价。结果表明，采用mcadams两相粘度时均相流模型及chen等提出的修正均相流模型能较好用于1．41mm间隙通道压降的预测，平均绝对误差分别为10．92％和12．20％；采用mcadams两相粘度时均相流模型对于3mm间隙通道在两相雷诺数jrp大于6000时平均绝对误差为10．04％，但气．液两相胁较低时预测偏差较大。通过实验数据分析得到了均相流模型适用于3mm间隙通道的范围；针对两相re较低的区域拟合得到了新的经验关系式，其预测值与实验值符合较好。