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摇摆对水平管内气液两相流流型影响的研究
| 论文题名： | 摇摆对水平管内气液两相流流型影响的研究 |
| 关键词： | 核动力船舶;摇摆状态;两相流流型;流动传热;压差波动;管内环状流 |
| 摘要： | 核动力船舶在海洋中航行会受到海洋条件的影响产生摇摆、倾斜、起伏等运动，因此摇摆状态下的两相流流型的确定对分析系统的流动和传热性能有着十分重要的意义。 本论文主要通过实验和理论分析研究了摇摆对水平管内气—液两相流流型的影响。 实验在常温常压下进行，采用空气和水作为流动工质同向通过试验段，试验段为透明的有机玻璃管，水平固定在摇摆台架上，分别进行了两种管径(25mm，34.5mm)的水平非摇、倾斜和不同摇摆状态的实验。实验中采用可视化法测量流型，用压差变送器测量压降，用快速截止阀法测量截面含气率，所有的动态数据均由计算机数据采集系统进行实时记录。 实验结果表明，同一工况下一个摇摆周期内不同时刻的流动特征有很大的差异；对于低流速下的气液两相流动，受摇摆作用的影响，流动很不稳定，而高流速或高气速时，摇摆的影响减弱，流型基本上与稳态倾斜上升或下降管内的流型接近。通过对压差波动时域特征的分析，发现摇摆状态下的压差信号能客观地提供流型的信息。对比不同状态下的流型图，发现管径、倾角、摇摆周期和最大摇摆角度对流型的转变有显著影响。 本文通过对实验现象的分析，给出了水平管摇摆状态下流型的定义和分类，并结合压力、压差的变化特征给出流型判定依据。通过流型照片对摇摆状态下的流型转变进行了实验现象描述，绘制出不同状态下的流型图并进行比较，分析了管径、倾角、摇摆等主要参数对流型转变界限的影响。通过对单相水在摇摆状态下的运动分析，提出了一个包括雷诺数、最大摇摆角度和摇摆周期等参数在内的单相水摩擦压降系数半经验关系式。对摇摆状态下的管内环状流进行了受力分析，给出了管壁上沿管道轴向的压降计算公式。 |
| 作者： | 方红宇 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 阎昌琪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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