汽液两相流

摘要： 为了提高溴化锂中央空调系统中制冷蒸发器的耐腐蚀性,采用钛管代替铜管,并提出椭圆管代替圆管方式提高钛管外制冷剂蒸发效率,数值模拟研究椭圆系数E对椭圆钛管外制冷剂流动过程、液膜厚度分布及传热系数影响规律。结果表明:在椭圆系数E=1.0~1.7范围内,随着E增大,管外液膜平均厚度减薄、液膜速度增大、干壁面积减少、传热边界层也更薄,传热效果显著提升;相比于圆管,E=1.7的椭圆管外液膜平均厚度减少26.21%,平均液膜速度增大20.81%,干壁面积减少86.00%,管外平均传热系数提高8.67%;E=1.8~2.0范围内,随着E增大,管外液膜平均厚度增大、液膜干壁面积增大,均不利于强化传热。

摘要： 多孔材料对沸腾换热的强化是能源化工领域的重要主题。本文针对两种不同的烧结结构——并联微通道和扁平通道(仅有烧结底层),以去离子水为工质,进行了过冷流动沸腾换热实验对比研究。研究发现:并联微通道的传热系数和临界热流密度远高于扁平通道,这和并联微通道优异的毛细供液性能相关。底厚粒径比对并联微通道的沸腾换热性能影响较大,过大的底厚粒径比会造成换热性能的下降。质量通量对小粒径样品的沸腾曲线和换热性能均影响较大,对大粒径(d=120μm)样品的沸腾曲线影响较小。烧结并联微通道的平均压降大于扁平通道。相同底厚下,平均压降随着微通道粒径的增大而增大。可视化观察表明:两种通道在中高热流密度流型不同,其主要相变机制均为薄液膜蒸发模式。

摘要： 基于OpenFOAM6.0软件编译了NewInterPhaseChangeFoam(NIPCF)求解器,采用有限体积法VOF(Volume of Fluid)数值计算高温曲面发生过冷核态沸腾时水中汽泡的运动过程.结果表明:上朝向曲面核化的汽泡的演化行为与平面上相似;侧朝向曲面核化的汽泡在上下压差的作用下呈扁椭圆形滑移,最终以不规则梨形脱离壁面;浮升力对下朝向曲面核化的汽泡的脱离行为起抑制作用;孤立汽泡区的两汽泡在浮升过程中相互靠近时,其中一个汽泡会出现短暂加速现象;气柱汽块区汽块在浮升过程中形成的汽液混合区的演化行为与区域内单相占比有关;若区域内汽相占比较低,以汽相冷凝为主,反之,以液相蒸发为主.

摘要： 基于OpenFOAM6.0软件编译了NewInterPhaseChangeFoam(NIPCF)求解器,采用有限体积法VOF(Volume of Fluid)数值计算高温曲面发生过冷核态沸腾时水中汽泡的运动过程。结果表明:上朝向曲面核化的汽泡的演化行为与平面上相似;侧朝向曲面核化的汽泡在上下压差的作用下呈扁椭圆形滑移,最终以不规则梨形脱离壁面;浮升力对下朝向曲面核化的汽泡的脱离行为起抑制作用;孤立汽泡区的两汽泡在浮升过程中相互靠近时,其中一个汽泡会出现短暂加速现象;气柱汽块区汽块在浮升过程中形成的汽液混合区的演化行为与区域内单相占比有关;若区域内汽相占比较低,以汽相冷凝为主,反之,以液相蒸发为主。

摘要： 石油化工装置中,水锤事故占比极高,严重影响了工业生产,且会造成生命财产损失及社会影响.分析了水锤产生的机理及危害,以典型的水锤事故为例,描述了事故发生的过程,分析了事故发生的原因,并介绍了装置改造方案和预防措施,以避免发生水锤现象.

摘要： 文中使用ANSYS FLUENT软件对蒸汽空预器中的U型管气液两相流进行了不同汽水体积含量、蒸汽速度对U型管速度与压力分布的模拟分析,使用SOLIDWORKS软件对蒸汽空预器进行三维建模,运用ANSYS FLUENT中的VOF模型,对进入空预器的U型管中水含量10％、20％、30％和40％的蒸汽进行速度与温度场的流场模拟分析.结果 表明:汽水含量为10％～20％时,U型管中的换热效果最好,对弯管的冲击速度也较小.文章为提高蒸汽空预器U型管结构设计提供了相关的理论依据,对蒸汽空预器节约材料和降本增效有着积极的参考作用.

摘要： 板式换热设备越来越广泛应用于船舶换热系统,其内部结构为窄矩形通道,高功率换热条件下,可能形成汽-液两相流,汽-液两相流的阻力特性影响着换热性能.因此,在海洋摇摆条件下,竖直窄矩形通道内汽-液两相流阻力特性研究成为船舶换热方面一个研究热点.实验结果表明,摇摆角度等其他因素不变,阶段性增加摇摆周期,试验段总压力减小,压差变化频率减小,周期性明显增加.通过理论分析,摇摆周期增加,摩擦压降频率和幅值不变;重位压降变化频率减小,幅值不变;附加压降变化频率减小,幅值减小.造成总压降幅值逐渐减小,变化频率逐渐较小,周期性越来越明显.

摘要： 以自然循环倒U型正三角形布置传热管蒸汽发生器为原型,建立蒸汽发生器一、二次侧及传热管"平均通道"模型,采用CFD技术,对蒸汽发生器一、二次侧共轭传热过程和二次侧两相流流动和沸腾换热过程进行研究.结果 表明利用计算流体力学方法能精确模拟蒸汽发生器一次侧、传热管和二次侧的换热过程,得到一、二次侧流体温度、速度、汽化速率以及管壁温度的变化.蒸汽发生器直管段传热管管壁温度与一回路温度变化趋势一致,但弯管段传热管内外壁温差较大,顺流段一、二次侧流体温差明显高于逆流段;二次侧汽液两相流体滑速比呈先增大后减小且最终趋于稳定的趋势.

摘要： 根据某电厂旁路阀内漏、影响机组安全经济运行的案例,分析其原因并总结彻底的解决方法。

摘要： 根据蒸汽发生器和汽包之间自然循环原理,以不同的设计方案为例,对自然循环回路的汽包安装高度进行了数据比较,探讨最佳安装高度.

摘要： 压水堆蒸汽发生器传热管在蒸汽发生器二次侧复杂的汽液两相流条件下可能会发生振动,该振动是传热管损坏的一个重要影响因素.所以,核工程界在反应堆蒸汽发生器设计时,高度重视传热管在汽液两相流条件下的流致振动研究.由于实际工况十分复杂,模拟十分困难,目前普遍采用空气代替蒸汽进行实验,但这与真实情况存在差异.本文开展了汽液两相流条件下的蒸汽发生器传热管流致振动实验研究,实验台架采用单排布置的非均匀热流密度电加热棒提供汽水两相流场.通过可视化窗口观察了流场的流动形态,发现了实验台架顶部的环腔流现象——汽液两相流由热端一侧向冷端一侧“横扫”流动.本文测量了传热管在不同工况下的振幅,为了减弱传热管弯管区横向流的剧烈程度,以减弱流致振动的剧烈程度,本文提出了中央隔板的设计,即在弯管区中间位置安装一个隔板来阻碍该处的横向流.本文通过实验,得到了传热管的振动特性,传热管振动幅值较小,为μm量级,振动属于没有明显规律的随机振动.中央隔板减弱了汽液两相流由热端一侧向冷端一侧的“横扫”流动,降低了传热管的振幅,有效地减弱了传热管的流致振动.

摘要： 通过搭建可视化热态实验台,对分体式真空锅炉汽液两相流动及压降特性进行了研究.结果表明:下锅筒热负荷分布不均,上锅筒蒸汽空间压力波动及其引发的过冷沸腾,工质内部压力波动等均会对锅炉运行过程中的稳定性造成影响;在锅炉内部汽液两相压降中,重位压降是最主要的部分,约为其他形式压降的50～100倍.锅炉内部汽液两相压降、含汽率、循环质量流量以及传热系数等参数之间相互影响,密不可分;在实验结果与理论分析基础上提出了分体式真空锅炉的优化建议.

摘要： 塔式太阳能热发电系统中,以水-蒸汽作为工质的圆柱式吸热器是一个重要的设备.竖直管道面向镜场的半圆周受热,且热流密度沿圆周和管长方向不断变化,背向镜场的半圆周绝热.考虑到管内汽液流动的复杂性,文章基于多相流VOF模型,借助FLUENT软件,建立了一个三维、稳态的汽液两相流模型,模拟了水在圆柱式吸热器蒸发段三维竖直圆管内的流动沸腾过程,相变模型通过用户自定义函数(UDF)描述质量和能量传递实现.计算结果表明:所建立的模型成功模拟了蒸发段的汽液特性,得到了沿管长和横截面的体积含汽率的变化规律,同时还得出沿管长和横截面的温度分布情况和不同横截面的流体速度分布情况.本文计算结果有助于深入了解圆柱式吸热器蒸发段管内汽液两相流动及传热的内在机理.

摘要： 电厂疏水管道通常在疏水调节阀后会产生汽液两相流,对其进行研究对于减少疏水管道振动,维持电厂长期稳定运行具有重要意义.通过对于电厂疏水管道汽液两相流的参数分析,实现疏水管道内两相流流动状态的判断,并针对特定流动状态进行两相流流动阻力的计算.该计算可以在分析流型和计算两相流动阻力的基础上,对大型火电和核电机组常规岛存在汽液两相流的疏水管道进行规格选取和管道流通能力核算,同时可以针对疏水调节阀选型以及疏水阀后管道节流孔板设置提出指导性意见,从而尽可能的避免疏水管道两相流造成的振动.基于研究结果,开发国内首款针对电力设计的汽液两相流疏水管道阻力计算软件.

摘要： 水平管降膜蒸发过程流动和换热现象复杂多变,换热过程的观测较困难,为了解蒸发器结构和运行参数对换热效果的影响,建立了数学模型,通过计算机程序对水平管内汽液两相流流动和传热进行耦合计算.数值计算结果表明,管内蒸汽冷凝温度、管径、换热管内外换热温差和蒸汽流速对换热管内汽液两相流流动和传热有较大影响,通过对计算结果的分析为蒸发器的热力性能研究和结构设计提供了理论参考.

摘要： 众所周知，重力热管是最有效的换热元件之一。为研究重力热管内部沸腾冷凝过程,本文使用Fluent6.3选用VOF多相流模型对汽液两相流进行数值模拟.通过加载自定义函数(UDF),对重力热管的传热传质过程进行了模拟计算,获得了稳定的温度场,呈现了热管内部随着蒸发段热流量的不断输入,液池内气泡的生成、合并、长大和上升,最终达到稳定的核态沸腾,以及冷凝段壁面凝结形成液膜并回流的质热传递的全过程,计算得到的壁面温度与实验测量值相一致,表明通过编写UDF程序及选取多相流模型(VOF)建立的数值模型可以对管内流体的蒸发冷凝进行模拟.本文的研究结果对热管的研究设计提供参考.

摘要： 以AP1000核电站蒸汽发生器为原型,建立蒸汽发生器二次侧“平均通道”模型,基于相界面模型对蒸汽发生器二次侧两相流流动和沸腾换热过程进行研究,结果表明:数值模拟计算方法能准确模拟蒸汽发生器二次侧汽液两相流沸腾和传热过程;满负荷运行时,流体由预热区经过泡核沸腾区过渡到稳定沸腾区,含汽率和传热系数沿流动方向逐渐增大,出口质量含汽率与该型号蒸汽发生器设计值符合良好,平均传热系数的模拟结果和Jens&Lottes经验关联式的计算结果基本一致.

摘要： 水平管降膜蒸发过程流动和换热现象复杂多变,换热过程的观测较困难.为了解蒸发器结构和运行参数对换热效果的影响,建立了数学模型,通过计算机程序对水平管内汽-液两相流流动和传热进行耦合计算.数值计算结果表明,管内蒸汽冷凝温度、管径、换热管内外换热温差和蒸汽流速对换热管内汽-液两相流流动和传热有较大影响,计算结果的分析为蒸发器的热力性能研究和结构设计提供了理论参考.

摘要： 核电站蒸汽发生器二次侧为两相对流沸腾换热过程,在设计过程中必须保证其不发生两相流不稳定性.本文中采用时域法对垂直上升管内两相流不稳定性进行了研究,建立了垂直上升直管内对流沸腾过程的一维模型,并编制了数值计算程序.模拟了对流沸腾过程汽液两相流密度波不稳定性,给出了两相流波动过程瞬态参数分布,分析了质量流速、系统压力、入口过冷度对不稳定的影响.结果表明,和已有的一些实验及理论结果相比,瞬态参数计算结果和实验结果能够有较好的符合,并且可以较好地找到不同工况下直管内汽液两相流发生不稳定的边界,且优于已有的线算图方法.为之后分析高温气冷堆螺旋管蒸汽发生器中的两相流不稳定问题奠定了基础.

摘要： 用气泡泵代替机械泵,将使吸收式制冷系统更具节能优势.本文以气泡泵为研究对象,以水为工质,对气泡泵内两相流进行数值模拟.为研究不同管径对气泡泵提升管内流型的影响,分别选择了9mm、12mm、14mm和18mm四种管径.通过模拟装置中气液两相流态,观察汽泡生成状况以及监测截面含气率来分析其流型特点,模拟发现:管径为12mm时,提升效果较好,平均截面含气率较大,当加热功率为1400W时,提升连续性比较好.

摘要： 本发明公开了一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法。分配器设有混合管(1)、分配腔筒体(6)、转动轴(10)。混合管内沿轴向设有螺旋板(3)，混合管的入口附近设有节流孔板(2)、出口附近设有分布板(5)，分配腔筒体的入口附近设有支架(7)。分配腔筒体的内表面上设有固定隔板(8)，转动轴的外表面上设有转动隔板(9)。端板(13)上设有第一分配腔出口管(11)和第二分配腔出口管(12)，第一分配腔出口管与第一分配腔相通，第二分配腔出口管与第二分配腔相通。本发明还公开了一种气液两相流分配方法，使用上述的气液两相流分配器。本发明可用于石油、化工、核工业等领域，实现气液两相流的按比例精确分配。

摘要： 本发明提供一种板翅式换热器气液两相流均布装置，所述板翅式换热器内部顺着流体流动的方向，从下至上依次包括翅片流道Ⅰ区、液体分配封条、翅片流道Ⅱ区、气体分配封条、翅片流道Ⅲ区；所述翅片流道Ⅰ区、翅片流道Ⅱ区、翅片流道Ⅲ区为内部设有换热翅片的流道，所述液体分配封条的长度、气体分配封条的长度和换热器的宽度一致；本发明还涉及一种气液两相流在板翅式换热器内部混合的方法；本发明装置及混合方法在换热器中部汇入气液两相流时，可改善两相流流体分配的均匀性，减少气液两相流体在板翅式换热器中的进出口数量，减少再分配两相流体的流量，降低流体阻力，在保证换热器面积时缩短换热器的长度。

摘要： 本发明涉及用于水平井气液两相管流机理研究的模拟装置及方法，该装置主要由气源、玻璃管、气液分离器、气体流量计、液体流量计组成，所述玻璃管入口端连有气源，出口端连有气液分离器，所述玻璃管与气源之间有调压阀，调压阀连有压力表，所述气液分离器分别连有气体流量计和液体流量计，所述玻璃管同时包含水平管段、弯管段及垂直管段，水平管段与垂直管段夹角为α，α介于30°～150°之间。该装置原理可靠，操作方便，对研究水平井气液两相管流机理，提供了极大便利，使用该装置仿真水平井气液两相管流的方法，可定性认识不同井轨迹、积液量及气产量条件下的气液两相管流特征，为存在产液潜力的水平井的生产提供指导性意见。

摘要： 本发明公开了一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法。分配器设有混合管(1)、分配腔筒体(6)、转动轴(10)。混合管内沿轴向设有螺旋板(3)，混合管的入口附近设有节流孔板(2)、出口附近设有分布板(5)，分配腔筒体的入口附近设有支架(7)。分配腔筒体的内表面上设有固定隔板(8)，转动轴的外表面上设有转动隔板(9)。端板(13)上设有第一分配腔出口管(11)和第二分配腔出口管(12)，第一分配腔出口管与第一分配腔相通，第二分配腔出口管与第二分配腔相通。本发明还公开了一种气液两相流分配方法，使用上述的气液两相流分配器。本发明可用于石油、化工、核工业等领域，实现气液两相流的按比例精确分配。

摘要： 本发明公开了一种气液两相流分配器与气液两相流分配方法。分配器设有混合管(1)，混合管内设有螺旋板(3)和节流孔板(2)。混合管的出口与开孔筒体(7)的内腔相通，开孔筒体设于分配腔筒体(6)的内腔中。转动板(10)上设有转动轴(15)，分配腔筒体的内表面上设有固定隔板(8)，开孔筒体(7)的外表面上设有转动隔板(9)。第一分配腔出口管(11)与第一分配腔(16)相通，第二分配腔出口管(12)与第二分配腔(17)相通。本发明还公开了一种气液两相流分配方法，使用上述的气液两相流分配器。本发明可用于石油、化工、核工业等领域，实现气液两相流的按比例精确分配。

摘要： 本发明提供一种板翅式换热器气液两相流均布装置，所述板翅式换热器内部顺着流体流动的方向，从下至上依次包括翅片流道Ⅰ区、液体分配封条、翅片流道Ⅱ区、气体分配封条、翅片流道Ⅲ区；所述翅片流道Ⅰ区、翅片流道Ⅱ区、翅片流道Ⅲ区为内部设有换热翅片的流道，所述液体分配封条的长度、气体分配封条的长度和换热器的宽度一致；本发明还涉及一种气液两相流在板翅式换热器内部混合的方法；本发明装置及混合方法在换热器中部汇入气液两相流时，可改善两相流流体分配的均匀性，减少气液两相流体在板翅式换热器中的进出口数量，减少再分配两相流体的流量，降低流体阻力，在保证换热器面积时缩短换热器的长度。

摘要： 气液两相流重力热机、废水处理发电一体化气液两相流重力热机，包括液压马达及与液压马达连接的发电机，所述液压马达进液口的冷侧管道内和出液口的热侧管道内分别为能够形成压差的液态流体和气液两相流体，液态流体和气液两相流体具有不同密度。热侧管道连接气液分离器，热侧管道内的气液两相流体通过气液分离器分离后，液体进入冷侧管道内作为液态流体，液态流体通过液压马达后加热形成气液两相流体，形成流体循环。

摘要： 本实用新型公开了一种用于在线测量气液两相流的气液两相流含气率测量系统，包括：至少一对探针，所述至少一对探针在使用时与气液两相流接触；和阻抗测量单元，所述阻抗测量单元与所述至少一对探针电连接；所述至少一对探针中的每个探针包括尖端以外的部分附着有绝缘膜的导电本体。通过所述气液两相流含气率测量系统，能够实时测量气液两相流中的气泡大小、分布以及局部空泡份额。

摘要： 本发明属于两相流测量领域，具体涉及一种基于超声波声速法的汽液两相流密度、质量流量及相含率一体化分析仪。本发明包括单通道或多通道超声测量模块、温度变送器、压力变送器、中央处理单元和法兰结构；法兰通过螺纹将超声测量模块、温度变送器和压力变送器连接起来；中央处理单元通过信号电缆线与超声测量模块连接，中央处理单元通过信号电缆线与温度变送器连接，中央处理单元通过信号电缆线与压力变送器连接。本发明既可用于单相流体，也可适用于汽液两相流体状态参数的测量；可同时测量流体的流速、体积流量、密度和质量流量以及相含率等多个参数；温度测量模块、压力测量和超声测量模块一体化集成，装置结构紧凑，设备占用空间小。

摘要： 本实用新型公开了一种用于液泵供液制冷垂直上升汽液两相流研究的试验装置，包括压缩机、冷凝器、汽液分离器、油分离器、换热器、垂直立管和真空井，所述压缩机的高压制冷剂过热蒸汽出口与油分离器的进气口相连，油分离器的出气口与冷凝器的进气端相连，冷凝器的出料口经节流装置与汽液分离器一侧的进料口相连，汽液分离器另一侧的进料口与穿过冷井的各垂直立管的总回汽管相连，且汽液分离器上端的出料口与压缩机的进气端相连通，汽液分离器下端的出料口连接一液泵。本实用新型能用于调节和测量汽液两相流的含汽率，观测到两相流在垂直上升立管内的流型，分析液塞流出现的工况条件，从而指导制冷系统立管科学设计和安装。