内套筒联箱内气液两相流实验和T型三通相分离研究

论文摘要

两相流广泛的应用于能源、动力、核能、石油、化工等许多工业领域,如何能提高两相流流量分配的均匀性成为关系到设备经济性和安全性的一个重要因素。本文针对联箱系统各并联分支管中存在的气液两相混合物分配不均问题,在联箱内加装笛形管均流器改善分配的基础上,进行了进一步深入的实验和研究,继续探讨改变内套筒几何形状对径向引入多并联分支管联箱内两相流分配的影响。本文设计了四种不同几何形状内套筒的试验段,在空气-水实验台上,进行了不同干度、不同进口气相和液相质量流量的多组实验,并做了分配特性和STD值的比对。结果显示,试验段的两相流分配均匀性相较于传统联箱试验段有了比较大的改善,说明改造联箱结构的方法可以很好的改善联箱内两相流的分配特性,尤其是7#、8#试验段的分配特性最佳,分配最均匀,而且随着入口条件的变化,分配依然良好。T型三通作为联箱系统基本的构成单元,其内部两相流动和分配情况对于整个联箱系统有着非常重要的影响。本文通过El-Shaboury模型对水平等径T型三通出口的相分离进行预测,通过动量守恒方程、连续性方程和经验方程联立求解得到T型三通分支管出口的相分离情况,并和实验数据进行比对,此模型适用于分层流、波状分层流、环状流。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义及背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 本文研究目的和意义
• 第2章 实验系统
• 2.1 气液两相流实验台介绍
• 2.1.1 空气循环系统
• 2.1.2 水循环系统
• 2.1.3 试验段及主要设备
• 2.1.4 实验测量设备
• 2.1.5 数据采集设备
• 2.2 实验步骤及流程
• 2.3 实验注意事项
• 2.4 实验误差分析
• 2.5 实验不确定性讨论
• 2.6 实验参数和工况
• 2.7 数据处理
• 2.8 本章小结
• 第3章 加装内套筒联箱并联分支管分配特性的实验研究
• 3.1 原试验段实验分析
• 3.1.1 进口干度对各试验段流量分配的影响
• 3.1.2 不同进口质量流速对各试验段气相分配的影响
• 3.1.3 不同进口质量流速对各试验段液相分配的影响
• 3.2 新实验段实验分析
• 3.2.1 进口干度对试验段分配特影响的实验研究
• 3.2.2 固定入口气相质量流量的实验研究
• 3.2.3 固定入口液相质量流量的实验研究
• 3.3 各试验段分配特性的总体对比分析
• 3.3.1 不同工况下的流比比对
• 3.3.2 STD值比对
• 3.3.3 试验段流量纵向比对
• 3.4 结论
• 第4章 T型三通相分离的理论研究
• 4.1 联箱的离散模型
• 4.2 T型三通模型
• 4.3 截而含气率的计算方法
• 4.4 模型与实验值比对
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 研究生期间发表论文及参与科研情况
• 致谢