渐扩管内气液环状流附壁特性研究.pdf

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1、研究与分析2014年第6期(第27卷，总第134期)·机械研究与应用·渐扩管内气液环状流附壁特性研究孙启国，王莹，汪雄师(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：利用Fluent软件模拟了油气两相流在渐扩管内的液相的附壁情况，得到了渐扩管扩张段的速度场和压力的分布规律，并分析了改变渐扩管的扩张角对扩张段环状流液膜附壁的影响。结果表明，渐扩管扩张段的锥角对环状流液膜的附壁有很大的影响，扩张段横截面的速度差值和压降随扩张角增大而增大，但是轴向梯度力却随之减小。这些结论对油气润滑系统中的输运有指导意义。关键词：康

2、达效应；环状流：渐扩管中图分类号：TH137．522文献标志码：A文章编号：1007-4414(2014)06-0046-04ResearchonCoandaEfectAppearedinOil-airAnnularFlowThroughtheConicalDifuserSUNQI-guo，WANGYing，WANGXiong-shi(CollegeofMechatronicEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，100144，China)Abstract：Inthi

3、spaper，physicalmodelandnumericalsimulationmodelforoil-airannularflowthroughconicaldiffusersarebuiltbytheFluentsoftware，andCoandaEffectwhichisacommonlyphenomenon印pearedinthiskindofoil-airannularflowfieldisstudied，especiallyinfluencesofCoandaEffectontheattachment

4、oftheliquidphaseofannularflowtrendedtothecurvedwallareanalyzedindetailbychangingexpansionan~estocalculmetheradialpressuredistributionandpressuredrop．Thesimulationresultsshowthattheexpansionanehasagreatinfluenceontheattachmentofliquidphaseinannularflowtothecurve

5、dwall，theradialpressuregradientisanimportantfactoroftheCoandaEffectwhichcouldmaketheliquidphaseofannularflowconveynearthewalt，andtheradialpressuregradientwilldecreasebutthevelocitydiferenceofthesectionandthepressuredropincreasewhentheexpansionanglebecomeslarger

6、．Theseconclusionswillprovideusefulreferenceindesig—ningpipelinesconveyingthetwo—phaseannularflowinoi1一airlubricationsystem．Keywords：coandaeffect；annularflow；conicaldiffuserO引言及附壁效应是一种典型的力学现象。在气液环状流渐扩管是为了不同口径的管道与管道之间、管道入口，为了克服渐扩管的水头损失和压力损失，在设与设备之间的连接用的，是流体流动中常见的

7、管件之计渐扩管道时应尽量使锥形渐扩管的扩张角小于流一单相流体在流动过程中受渐扩管的影响较大，两体扩张角，使流体的能量损失较小，这样能更有利于。相流当中的影响则更为明显J，前人的实验研究表流体的附壁进行稳定的输送。明，渐扩管局部截面的变化会导致两相流中后续管道以下分析所选截面及渐扩管的结构，如图1所内流体的扰动，从而对管道内流体的压力降、流动形示。其中，为入口管长度；L2为出口管长度；L为式、流体流量产生变化。在油气润滑管路中，为了使整个变径管的长度；人口管径为D；出口管径为D。油气环状流输送过程中保持流型的流畅性、均

8、匀性、稳定性，寻求平稳的供油量来提高润滑点的润滑效率，往往需要有变径管、弯管、阀门等部件的合理布置来实现。笔者主要对油气环状流的液膜附壁情况，特别是油气环状流流经渐扩管时的压力变化、压降、液相附壁的情况，基于康达效应的理论及两相流体相关理图1锥形渐扩管的结构图论进行研究分析。1物理模型附壁效应的锥形渐扩管的主要结构参数见表1，从力学角度分析，气