低温气液两相弹状流中流场结构的PIV研究

工程热物理学报 , 2013, 34(10): 1868-1873.

低温气液两相弹状流中流场结构的PIV研究

刘亦鹏 ^1, , 蔺帅南 ^2, , 王平阳 ^3, , 王经 ^4, , 杜朝辉 ^5,

1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

2.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

3.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

4.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

5.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

基金项目: 河南省基础与前沿技术研究计划基金(122300410332) 上海交通大学研究生创新能力培养基金(0080209098)

关键词：低温气液两相流 , 弹状流 , 流场结构 , PIV , Taylor气泡 , 液膜

Experimental Research on the Flow Structure of Cryogenic Slug Flow by PIV Technique

LIU Yi-Peng ^1, , LIN Shuai-Nan ^2, , WANG Ping-Yang ^3, , WANG Jing ^4, , DU Zhao-Hui ^5,

1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

2.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

3.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

4.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

5.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240

Keywords： cryogenic two-phase flow , slug flow , flow structure , PIV , Taylor bubble , liquid film

为了研究低温流体由于沸腾产生的两相流动中复杂流场结构的瞬变特性以及该瞬变特性对弹状气泡形成的影响,搭建了适用于低温流体的粒子图像测速(PIV)实验平台,对下降液膜区域内流场结构的瞬变和总体平均特征进行了详细研究.针对圆形截面管路内PIV流场测量中的图像畸变,建立了一种基于光学原理的直接数值校正方法.该方法不受流体饱和温度限制,比已有的校正方法更加简便.液膜内流场结构和先前研究的单气泡系统有很大不同,逆流起始点不再位于气泡头部之前,而是头部之后.液膜中最大轴向速度随倾角的减小而减小,同时受到气泡长度的强烈影响,并随气泡长度的增加而明显增大.气泡速度对液膜中最大轴向速度影响较小.

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