竖直大圆管内两相流动界面输运过程研究

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1、第47卷第9期原子能科学技术Vo1．47，NO．92O13年9月AtomicEnergyScienceandTechnologySep．2013竖直大圆管内两相流动界面输运过程研究孙波，孙立成，幸奠川，刘靖宇，田道贵(1．哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨1500012．中国科学院上海应用物理研究所，上海201800)摘要：采用光纤探针测量方法研究了垂直上升管中空气一水两相流动的局部界面面积浓度(IAC)和空泡份额等分布规律。实验选用的圆管直径为100rnm，气相、液相表观速度的范围

2、分别为0～0．1m／s和0～l_0m／s。结果发现，影响径向IAC分布的因素主要为气泡通过频率。基于IshiiKim界面输运模型，对轴向IAC进行了计算；通过分析4种气泡间相互作用对IAC的影响，发现工作压力是影响轴向IAC变化的主要因素，最后给出了引入工作压力影响的轴向IAC计算关联式。关键词：界面输运；大管径；两相流中图分类号：TL334文献标志码：A文章编号：1000—6931(2013)09—154405doi：10．7538／yzk，2013．47．09．1544StudyonInterfacialA

3、reaTransportofTwo‘phaseFlowinVerticalandLargeCircularPipeSUNBo’，SUNLi—cheng，XINGDian—chuan，LIUJing—yu，TIANDao—gui(1．NationalKeyDisciplineLaboratoryofNuclearSafetyandSimulationTechnology．HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China；2．ShanghaiInstituteofAppl

4、iedPhysics，ChineseAcademyofScience，Shanghai201800，China)Abstract：Localdistributionoftheinterfacialareaconcentration(IAC)andvoidfractionofair—watertwo-phaseflowinaverticalpipewereinvestigatedbyusingthemeasurementofopticalfiberprobe．Theinnerdiameterofthecircul

5、arpipewas100mm，andsuperficialgasandliquidvelocitiesrangedfrom0to0．1m／sandfrom0to1．0m／s．accordingly．ItisfoundthatthebubblepassingthroughfrequencydominatestheradialdistributionprofileofIAC．Theaxialinterfacialareaconcentrationwascalculatedbasedontheinterfaciala

6、reatransportmodelofIshii—Kim．Inthemeantime，theanalysisoffourbubbleinteractionmechanismsdeterminingthechangeofIACshowsthatitiSthelocalpressureinsidethepipethatdominatesthevalueofIACintheaxialdirection．Anewcorrelationincludingtheeffectofpressurewasgivenforcalc

7、ulatingtheaxialIAC．Keywords：interfacialareatransport；largediameterpipe；two—phaseflow收稿日期：2012-03—14；修回日期：2012-05—22基金项目：国家自然科学基金资助项目(51076034)；中央高校科研专项基金资助项目(HEUCFZ1】22)；重点实验室基金资助项目(fiEUFN1102)作者简介：孙波(1987～)，男，四川眉山人，硕士研究生，核能科学与工程专业9孙波等：“大圆管内两相流动界面输运过程研究l545气

8、液两相流现象广泛存在于核电、化工、石板，可使水和空气在混和腔『人j允分混合，然后进油运输等领域。在对两相流的描述中。由于两入竖直安装的实验段。流出实验段后，空，_c流体模型详细考虑了界面的相互作用，分别考实验段上方释放到大气中．而水则汇入水箱循虑r两卡¨的质量、动量、能量平衡方程，因此是环使用。水流量通过质量流汁测量较为精确的模型。而界面面积浓度(IAC)在两(Promass83，误差