基于超声颗粒检测的窄通道出口汽液两相流状态分布的实验研究

摘要

气液两相流广泛存在于自然界、工程设备乃至日常生活中.随着工业技术的飞速发展,在化工、石油、制冷、核能、动力等领域中两相流的传热问题受到高度关注.基于此,建立竖直矩形窄通道流动沸腾换热装置,并借助于超声波检测方法,对窄通道出口的粒径分布及含气率大小进行了实验研究,结果表明:1)采用超声颗粒检测系统,分别得到质量流量2.22kg/(m2·s)、2.86kg/(m2·s)和3.49kg/(m2·s)的超声幅度谱及衰减谱,并反演得出矩形窄通道出口的颗粒(汽泡)粒径分布和出口含气率(干度).2)由于首次将超声检测装置应用于制冷系统,而超声检测模型主要应用于汽泡-合并汽泡流阶段,对干度较小时,检测值与理论值偏差较小,比较适用,但随着干度增加,偏差增大.其次超声检测探头尺寸较测量段稍小,没有完全覆盖整个测量段,水蒸汽所占百分比较理论值高,因此超声检测系统所测量的干度值较理论值偏大,需要对模型进行适当调整.