液膜厚度

摘要： 传统电导法测量气液两相流持液率时,测量精度易受流型影响。为此,提出了基于强制环状流的电导法气液两相流持液率测量技术,通过数值模拟和室内试验,用单头电导探针直接测量法对气液两相流持液率进行了测量研究。研究结果表明:当进口气液比一定时,气体不足以携带液体,但气相折算速度的逐渐增加使气体开始携带液体,液膜厚度随之不断增加,且随着气体体积流量的增加,液膜厚度呈先急速增加后趋于平缓态势;当入口气相表观流速一定时,随着液相体积分数的增加平均液膜厚度也随之增加,但随着流动路径增加,液膜变薄;该测量装置有效测量范围为气相表观流速5~20 m/s,液相表观流速0.079~0.480 m/s。研究结论可为移动式探针寻找强制环状流气液界面装置的设计提供理论依据。

摘要： 高液气比气井环状流场中的液相主要以液膜形式被携带,从液膜逆流角度建立气井携液模型比从液滴回落角度建立更为合理,因此研究了倾斜管低边液膜厚度、平均液膜厚度和气液界面摩擦因数的计算方法。基于液膜受力平衡和动量守恒,建立了适用于不同井型(直井、定向井、水平井)的液膜携带机理模型,得到了临界携液流量的理论计算方法;基于机理模型宽范围计算结果,建立了类似Belfroid模型的经验关系式。Belfroid模型中经验系数为常数,而文中提出的经验系数随管径增大而增大,随液相表观流速增大先增加后减小,随温度增加而减小。根据南海西部产水气井实例验算,积液预测准确率达100%,说明该方法具有较高的预测精度,可为海上和陆地气井积液预测提供理论支撑。

摘要： 建立空间内微米级液膜的二维数值分析模型,采用patch形式对网格进行划分来定义不同的液膜厚度。基于Mixture模型来描述液膜与其上方的水蒸气之间的传质传热过程,研究了液膜厚度和液膜过热度对液膜闪蒸造成的影响。根据模拟得到液膜的温度数据,在数学模型的基础上,计算液膜闪蒸的蒸发质量以及蒸发质量的变化率,并引入反映闪蒸过程中温度变化的非平衡分数NEF来表示闪蒸过程的完整性。对液膜各个瞬态时间点的闪蒸状态及影响其传质传热特性的因素进行分析。结果表明:微米级液膜的闪蒸分为快速和稳定两个阶段,初始液膜厚度的增大会抑制闪蒸,由于初始厚度的不同会影响液膜底部的静压,致使达到平衡时的温度略微不同。液膜过热度会通过对表面张力产生影响,进而产生Marangoni对流,促进闪蒸的进行。

摘要： 涡流排液技术大多数用于湿气气田井下积液处理,现有文献在地形起伏湿气管道方面的研究较少。研究地形起伏湿气管道内涡流排液工具的有效作用长度,对管道排液能力的判断尤为重要,如果能够得出涡流排液工具有效作用长度的敏感性因素,就能很大程度地提高管道输送效率。鉴于此,运用SolidWorks软件建立几何模型,将其导入Fluent中进行模拟,通过改变管道入口湿气流速、涡流排液工具的截面形状、中心体直径以及管道倾角等,研究了湿气管道内环状流液膜厚度与有效作用长度衰减规律之间的关系。研究结果表明:含水体积分数近似为0.3%、涡流排液工具中心体直径取51 mm以及管道倾角较小时,湿气入口流速越大,液膜厚度越厚,且湿气气流中液体所占比重越大,旋转强度越大,衰减程度越弱,有效作用长度相应增加。研究结果可为湿气管道涡流排液工具的现场应用提供指导。

摘要： 通过孔口的收缩-膨胀增强气液接触是强化气液两相传热传质的重要方式,其中孔口边缘的液膜厚度则是建立气液两相传递过程动力学模型的关键参数。基于孔口流动时的气液相力平衡原理,建立了气液两相并流向下通过孔口的液膜厚度模型,并将模型预测的液膜厚度与管道环状流液膜厚度进行了对比分析,表明了新模型的有效性和广泛适用性。基于新建液膜模型,从流体受力的角度分析了气液流量、液相运动黏度以及孔口直径等参数对液膜厚度的影响。结果表明:随气相流量提高,气液界面速度增大,气液界面剪切力增强,无因次液膜厚度随之减薄;液相流量增大,气相流通面积减小,气相流速增大,尽管气液界面剪切力及气液界面速度均有所增大,但液量的直接增量最终导致无因次液膜厚度增厚;液相运动黏度增加,尽管气液界面剪切作用增强,但气液界面速度减小,液膜厚度增厚;相同流量下,孔口直径增大,气液界面剪切力及气液界面速度均减小,液膜厚度随之增加。

摘要： 气液两相流设备的性能受限于临界热流密度,开展流动微液膜厚动力学特性相关研究及气液分层流界面波动稳定性的精准表征是深入理解流动沸腾机理及其强化的关键。本文针对气液两相流设备中加热表面微液膜厚度及其波动特性为研究对象,对现有的液膜厚度与气液界面波动特性诊断技术进行测量原理说明,并对光学法测量范围、精度、可操作性等性能指标进行对比分析。

摘要： 为避免在极端事故工况下,乏燃料水池会长期失去补水和冷却,第3代核电站如AP1000和CAP1400,引入了喷淋冷却系统。在喷淋条件下,乏燃料棒上液膜流动特性是影响冷却效果的重要因素,国内外学者还未对其做过详细的研究。本文使用光学法研究了在不同雷诺数(Re)条件下,对单根乏燃料棒进行喷淋冷却所形成的液膜厚度随时间和空间的变化。利用CCD相机采集液膜图像,并经过处理得到了清晰的液膜厚度图像和与图像吻合良好的数据。实验结果表明:当Re为608~7538时,瞬态液膜厚度最大值出现在Re=7085的条件下,其值为2.36 mm;随着Re的增加,时均液膜厚度会随之增加,并且液膜波动的振幅也会随之增加;在沿棒方向上,随着距棒顶距离的增加,液膜厚度会逐渐减小并趋于平稳,并且随着Re的增加,平稳部分会出现在距棒顶更远的位置。对乏燃料单棒冷却液膜流动特性的研究,为确定具有有效冷却能力的最小喷淋流量奠定了基础。

摘要： 为了探索低速流动下黏性的水对日光温室蓄热结构换热的影响,构建低速水流动液膜换热数学模型,以带夹层的双层中空板蓄热系统结构为研究对象,采用理论推导与数值分析方法,对夹层内完全充满水的数学模型开展研究,验证数值方法的适用性和准确性;通过对夹层内存在气水交界面和水层与底板间存在黏性作用液体薄膜数学模型在蓄热过程中的换热量的比较,获得低速水流动下有/无液膜模型中空板蓄热结构的蓄热差别,验证低速流动下水流黏性作用对换热的影响;最后通过建立底面带凸起的强化换热液膜模型,增强低速流动下水的换热能力,提高强化换热效果。研究表明:在水流速度较小情况下,夹层板内呈现气水交接的流动特性,当考虑水的黏性作用,引入液体薄膜流强化换热技术,比无液体薄膜作用的蓄热结构的换热效果增强;在液体薄膜流作用下的圆柱凸台的强化换热结构可进一步提升系统换热能力,且流速越小,其换热效果越强。在6月21日13∶00,天气晴朗,在北纬48°,东经123°,太阳光照在1m2的蓄热面积上。结果显示,当进口速度V0=0.3m∙s-1时,水流出口温升为0.605°C,水层换热量为415.66W。研究结果可为日光温室蓄热系统的进一步研究提供理论基础。

摘要： 针对天然气输送管道内含水合物液膜的厚度测量问题,基于电-声联合探测方法原理设计了集成同轴圆盘-双环电极和超声晶片的内嵌凹面式电-声复合传感器,建立了数值仿真模型对传感器的结构和工作参数进行了优化,并分别对含有离散分布水合物颗粒和水合物沉积层液膜的厚度进行了仿真测量,讨论了电阻法和超声渡越时间法的适用性;研究结果表明:同轴圆盘-双环电极中的圆盘电极的半径、圆盘电极/内环电极的间距是影响电学测试空间灵敏度的主要结构参数,超声波频率对声学测试空间灵敏度产生显著影响,因此需要对凹面式电-声复合传感器的参数进行优化设计;电阻法和超声渡越时间法分别适用于测量水合物以离散颗粒形态分布和以沉积层形态分布的液膜,两类方法优势互补显著,拓宽了电-声复合传感器的适用范围.

摘要： 水平异形管与圆管相比,具有管外液膜成膜排数多、液膜流动稳定和传热性能好等优点。对柱状流下水平管降膜蒸发器管外液膜流动进行三维数值模拟,分析椭圆率、喷淋高度和横截面尺寸对蛋形管管外液膜铺展的影响。结果表明:蛋形管管外液膜铺展分为喷淋区、平稳区、叠加区与脱落区。液膜厚度随轴向位移Z增大而增大;当Z=0—6 mm时,液膜厚度随椭圆率变大出现先下降后上升趋势;当Z=8—10 mm时,液膜厚度随椭圆率变大而减薄,波动幅度最大值为26.13%。喷淋高度对液膜厚度影响较小,波动幅度最大值为10.53%。当Z=0,4,6 mm时,液膜厚度随横截面尺寸变大而增厚;当Z=10 mm时,随周向比例系数增大,液膜厚度随横截面尺寸变大出现先上升后下降趋势。

摘要： 对不同喷淋量Q、管间距S、布液高度H下的半椭圆管水平降膜过程中液膜厚度变化进行研究,运用图像技术记录降膜过程并图像数字化处理的得到降膜的气液界面线,以及半椭圆管液膜厚度随管壁周向角变化情况.实验与理论结果对比,吻合度良好.结果表明:对于相同截面周长的圆管、椭圆管和半椭圆管,在相同工况条件下,半椭圆管的平均液膜厚度最小;随着喷淋量的增加,液膜厚度先增加后变小;随着布液高度的增加,液膜厚度逐渐变薄;随着管间距增加,液膜厚度逐渐变薄;截面周长为79mm、长短轴比为2.1的半椭圆管在喷淋量Q为0.14L/min附近、布液高度H小于15mm、管间距S小于20mm,液膜厚度稳定,有利于充分换热.

摘要： 电导探头利用液膜的电导特性来测量液膜厚度,其测量能力不仅与液膜厚度、电导率有关,还取决于探头结构参数,且难以用解析函数描述.利用有限元方法求解麦克斯韦方程组,研究结构参数对电导探头测量性能的影响,确定探头设计准则.研究结果表明:增加电导探头内电极半径可以提高输出信号强度、灵敏度及测量范围;外电极厚度增加时同样可以提高输出信号强度、灵敏度,但定量影响较小,设计时主要考虑材料可加工能力;增加外电极半径,探头输出信号强度减小,测量范围增加,但灵敏度及空间分辨率降低.结构参数对电导探头测量性能的影响具有非线性特征.

摘要： 尿素水溶液液膜厚度和浓度的定量分析在工业应用中至关重要,而传统的测量方法只能对液膜厚度和浓度分别进行测量.本文提出了一种用于尿素水溶液液膜厚度和浓度在线同步测量的新方法,通过选取吸收系数相对尿素水溶液浓度较敏感的一对波长组合,并对该波长组合进行交叉验证,得到该方法测得的当尿素水溶液浓度大于5％时,测量液膜厚度误差小于1.1％,浓度的误差小于5.7％.

摘要： 汽轮机低压缸湿蒸汽区中静叶片、动叶片及汽缸壁表面处存在的水膜沉积、流动,在高速汽流拖拽撕裂形成较大水滴,会造成动叶片的严重水蚀,实时监测液膜厚度,对于叶片防护及机组的安全运行具有重要意义.采用开式微波同轴谐振腔作为液膜厚度测量传感器,根据谐振腔等效电路,建立了水膜厚度测量数学模型,推导了液膜厚度的测量关系式.设计了探针耦合同轴谐振腔传感器,仿真分析了谐振频率随水膜厚度的变化关系,确定了测量关系式中的待定系数,计算了不同温度条件下,液膜厚度随谐振频率的变化.液膜厚度测量关系式与仿真结果吻合,可靠性较高.

摘要： 液膜厚度分布状态对水平椭圆管外降膜蒸发过程影响显著.基于CFD的方法建立二维VOF两相流模型,对含铜盐金属废水进行数值模拟.分析了不同初始流速、不同管排间距、不同粘度条件下椭圆管外液膜厚度分布,结果表明:初始流速在0.06m/s、0.08m/s时膜厚分布不均匀,容易出现局部"干斑",初始流速u≥0.1m/s时,膜厚分布较好;管排间距在37.5mm时,管外成膜较好,在39.5mm时,管底端出现液膜脱离区;粘度变大,膜厚增大,周向角在60°～165°范围,膜厚变化不大;根据第一管排外膜厚沿周向角分布的模拟值,对Nusselt液膜厚度解析表达式进行了修正.

摘要： 本文对二维单管降膜的纯流动进行数值模拟,通过数值模拟,发现流体下降液膜成形规律,研究了进料速度、开孔大小、进料高度和管径大小对液膜环向厚度分布的影响,并得出结论:在一定范围内,液膜厚度随着进料速度的增大而增大,液膜最薄处位置在环向140°至150°左右;环向任一位置的液膜厚度均随着入口孔径的增大而增大,随着环向角度的增大,入口孔径对液膜厚度的涨幅影响逐渐变小,但入口孔径的改变对环向液膜分布规律影响较小;在同一入口流速下,进液高度并不会改变液膜最薄处的位置,在靠近液膜最薄处区域,进液高度对液膜厚度分布几乎没有影响;液膜厚度受管径大小影响复杂.

摘要： 本文建立了一套可用于测试分析热管砂轮传热性能的试验装置系统进行相关传热学试验，研究不同因素对热管砂轮传热性能的影响规律。结果表明，增加热管砂轮热端热流输入强度和选用高汽化潜热值的工质能够提高砂轮的传热能力;提高液膜厚度和砂轮速度将导致热管砂轮传热能力降低;强化热管砂轮冷端散热能力虽然不能改变砂轮内部的等效热阻，但可以进一步降低磨削弧区的热量积累及温度。

摘要： 脱碳系统近期异常波动，本文借助湿填料因子、液膜厚度等理论，浅析了引起脱碳波动的原因，认为吸收塔和再生塔内部结构损坏、再生热量过剩、溶液被污染为主要原因。并提出了一些对策,如降溶液循环量,平时操作中应注意控制好脱碳液位、脱碳再生热量，注意容易组分变化，防治系统负荷大幅波动。密切注意吸收塔和再生塔压差和液位，及早发现拦液。

摘要： 从热力学第一、第二定律的角度出发，结合水平管外降膜蒸发的特点，推导出了降膜蒸发过程单位熵产数Ns的公式，并在所建立的管外液膜厚度模型的基础上进行了求解。结果表明：高热流密度下的单位熵产数Ns要小于低热流密度下的值；提高制冷剂侧换热系数h0可以有效的降低单位熵产数Ns；高热流密度下，单位熵产数Ns随液膜雷诺数Re的变化几乎可以忽略。通过分析，降膜蒸发的单位熵产分析法对于最大限度的减少不可逆损失、提高能量利用率等方面具有指导意义。

摘要： 本文建立了水平降膜吸收器内的水蒸气吸收单管模型。采用Nusselt 溶液方程计算了液膜厚度和速度，利用质量平衡和能量平衡关系构建了传热和传质方程，并根据热质耦合的关系将传热方程与传质方程联系起来，最终建立了溴化锂水溶液水平降膜的稳态吸收数学模型。为了验证该模型的正确性，我们搭建了目前国内最大的吸收式换热系统性能实验台，该实验台采用模块化的设计理念，可用于测量新结构的传热和传质系数等用途。经过对比理论计算结果和实验结果发现两者传热系数与传质系数的误差在6%以内。此模型的建立将为指导机组设计和理论研究提供了重要的依据。

摘要： 本发明提供一种同步测量液膜浓度、厚度和温度的装置，其特征在于，包括：三个激光光源，发出波长不同的激光光束；波分复用器，与三个激光光源相连，将三束激光光束耦合成一束；第一准直器，与波分复用器相连，对激光光束进行聚焦；液膜载体，设置在第一准直器正下方；第二准直器，设置在液膜载体正下方，用于收集穿过液膜载体的激光光束，并进行聚焦；分波器，与第二准直器相连，将激光光束分成波长不同的三束激光光束；三个光谱采集构件，分别与分波器相连，接收并测量该分波器分出的每束激光光束的强度；以及计算机，分别与三个光谱采集构件相连，对三个光谱采集构件测得的激光光束的强度进行处理，计算出待测液膜的浓度、厚度和温度值。

摘要： 本发明的目的在于提供一种适用于窄矩形通道内环状流液膜厚度测量的行列式电导探针系统及液膜厚度测量方法，包括激励信号模块、激励信号预处理模块、传感器模块、输出信号处理模块、信号采集模块、数据处理模块和标定模块，激励信号模块的输出端与激励信号预处理模块的C1接线端子相连，激励信号预处理模块的C2接线端子与传感器模块的C4接线端子相连，传感器模块的C5接线端子与输出信号处理模块的接线端子C6相连，信号采集模块正接线端接输出信号处理模块的C7接线端子的输出端，负接线端接C7接线端子的GND端。本发明拥有足够的空间分辨率，可在不侵入液膜的前提下实现液膜厚度区域性测量。

摘要： 本发明提供一种可控液膜厚度的薄液膜腐蚀电化学测试装置及方法，属于包括大气腐蚀在内的湿气腐蚀模拟实验和电化学测试技术领域。该装置由升降控制器、升降柱、载物台、电流表、电极探针、液面控制器、实验容器、试样台、试样夹具、温度探头、水浴锅、水平仪、电化学测试系统及水平调节螺栓等部分组成。通过调节升降控制器的粗调和精调旋钮，实现对实验容器内水溶液液面位置的精确控制，从而获得1000μm以内设定的薄液膜厚度。同时，利用水浴锅对实验容器内溶液和电化学试样进行恒温控制。利用该装置获得设定厚度的薄液膜并与外接的电化学测试系统结合，进行设定液膜厚度条件的腐蚀电化学测试。

摘要： 本发明公开了一种可自动控制液膜厚度的薄液膜腐蚀试验方法，本方法使用的装置包括铁架台、螺旋测微器Ⅰ、Ⅱ及对应的探针Ⅰ、Ⅱ，储液槽通电磁阀与电解槽连接。试验前，先进行线路连接，将万用表连接于螺旋测微器Ⅰ和工作电极所在回路中；螺旋测微器Ⅱ、铂电极与电磁阀的接线口连接，以使三者形成回路；再通过探针ⅠⅡ设定液膜厚度；正式测量时，即可通过电磁阀的接通和断开自动补充液位。本方法能在一定范围内自动、方便、准确地控制并保持薄液膜处于某一厚度，且该厚度可方便调节，实现一定液膜厚度下金属腐蚀的电化学数据采集，从而更利于研究在不同膜厚下金属的腐蚀机理。

摘要： 本发明公开了一种可自动控制液膜厚度的薄液膜腐蚀试验装置，铁架台上放置电解槽，在铁架台上方的水平横梁上设有螺旋测微器Ⅰ、Ⅱ及对应的探针Ⅰ和Ⅱ。储液槽通过电磁阀与电解槽连接，由电磁阀给电解槽补充液位。辅助电极、参比电极和工作电极分别与电化学工作站的相应端口连接，形成电化学腐蚀测量系统。万用表连接于螺旋测微器Ⅰ和工作电极所在回路中。螺旋测微器Ⅱ、铂电极分别经导线与电磁阀的接线口连接，以使三者形成回路。本装置能在一定范围内自动、方便、准确地控制并保持薄液膜处于某一厚度，且该厚度可方便调节，实现一定液膜厚度下金属腐蚀的电化学数据采集，从而更利于研究在不同膜厚下金属的腐蚀机理。

摘要： 本发明的目的在于提供一种适用于窄矩形通道内环状流液膜厚度测量的行列式电导探针系统及液膜厚度测量方法，包括激励信号模块、激励信号预处理模块、传感器模块、输出信号处理模块、信号采集模块、数据处理模块和标定模块，激励信号模块的输出端与激励信号预处理模块的C1接线端子相连，激励信号预处理模块的C2接线端子与传感器模块的C4接线端子相连，传感器模块的C5接线端子与输出信号处理模块的接线端子C6相连，信号采集模块正接线端接输出信号处理模块的C7接线端子的输出端，负接线端接C7接线端子的GND端。本发明拥有足够的空间分辨率，可在不侵入液膜的前提下实现液膜厚度区域性测量。

摘要： 本发明提供一种可控液膜厚度的薄液膜腐蚀电化学测试装置及方法，属于包括大气腐蚀在内的湿气腐蚀模拟实验和电化学测试技术领域。该装置由升降控制器、升降柱、载物台、电流表、电极探针、液面控制器、实验容器、试样台、试样夹具、温度探头、水浴锅、水平仪、电化学测试系统及水平调节螺栓等部分组成。通过调节升降控制器的粗调和精调旋钮，实现对实验容器内水溶液液面位置的精确控制，从而获得1000μm以内设定的薄液膜厚度。同时，利用水浴锅对实验容器内溶液和电化学试样进行恒温控制。利用该装置获得设定厚度的薄液膜并与外接的电化学测试系统结合，进行设定液膜厚度条件的腐蚀电化学测试。

摘要： 本发明公开了一种可自动控制液膜厚度的薄液膜腐蚀试验方法，本方法使用的装置包括铁架台、螺旋测微器Ⅰ、Ⅱ及对应的探针Ⅰ、Ⅱ，储液槽通电磁阀与电解槽连接。试验前，先进行线路连接，将万用表连接于螺旋测微器Ⅰ和工作电极所在回路中；螺旋测微器Ⅱ、铂电极与电磁阀的接线口连接，以使三者形成回路；再通过探针ⅠⅡ设定液膜厚度；正式测量时，即可通过电磁阀的接通和断开自动补充液位。本方法能在一定范围内自动、方便、准确地控制并保持薄液膜处于某一厚度，且该厚度可方便调节，实现一定液膜厚度下金属腐蚀的电化学数据采集，从而更利于研究在不同膜厚下金属的腐蚀机理。

摘要： 本实用新型涉及一种可自动控制液膜厚度的薄液膜腐蚀试验装置，包括底板，底板顶部的左侧固定连接有支撑座，支撑座的顶部固定连接有薄液箱，薄液箱顶部的左侧固定安装有电机，电机的输出轴传动连接有第三传动轮。本实用新型通过电机、第三传动轮、第四传动轮、第二转动杆、第二固定套、第二搅拌叶、第二传动轮、第一传动轮、第一转动杆、第一固定套和第一搅拌叶的配合使用，起到了高效混合的效果，从而可有效的对腐蚀液进行混合，从而达到了可自动控制液膜厚度的效果，解决了现有的试验装置存在搅拌效果较差，从而容易导致腐蚀液不能有效的混合均匀，从而造成液膜厚度腐蚀过多或者过少，从而为人们的试验带来了影响的问题。

摘要： 本实用新型公开了一种可自动控制液膜厚度的薄液膜腐蚀试验装置，铁架台上放置电解槽，在铁架台上方的水平横梁上设有螺旋测微器Ⅰ、Ⅱ及对应的探针Ⅰ和Ⅱ。储液槽通过电磁阀与电解槽连接，由电磁阀给电解槽补充液位。辅助电极、参比电极和工作电极分别与电化学工作站的相应端口连接，形成电化学腐蚀测量系统。万用表连接于螺旋测微器Ⅰ和工作电极所在回路中。螺旋测微器Ⅱ、铂电极分别经导线与电磁阀的接线口连接，以使三者形成回路。本装置能在一定范围内自动、方便、准确地控制并保持薄液膜处于某一厚度，且该厚度可方便调节，实现一定液膜厚度下金属腐蚀的电化学数据采集，从而更利于研究在不同膜厚下金属的腐蚀机理。