部分重力环境下水平方管内气液两相流动特性的数值研究.pdf

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1、第41卷第4期华北电力大学学报Vo1．4I．No．42014年7月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityJu1．．2014doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2014．04．14部分重力环境下水平方管内气液两相流动特性的数值研究黄娜，周云龙，高聚(1．华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京102206；2．东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012；3．中机国能电力工程有限公司，上海200061)摘要：采用数值方法，基于流

2、体体积模型(VOF)模型对部分重力环境下水平方管内空气一水两相流和制冷剂R134a蒸汽一液体两相流进行数值研究，通过对数值结果的统计分析，得到两种混合物在不同重力环境下的压降分布。结果表明，与常重力环境相比，部分重力下两种混合物的压降明显较大，且分别随气、液速度的增大而增大；相同工况下，R134a蒸汽一液体两相流的压降小于空气一水的压降。将得到的压降数值计算结果与均相流模型、Friedel模型和Chisholm模型依次进行了对比。重新根据分液相Reynolds数将流动分为层流区、过渡区和紊流区，并对C

3、hisholm关系式进行了修正。结果表明，修正后的压降模型能较好地预测部分重力环境下的气液两相流动压降。关键词：部分重力；两相流；压降；VOF；数值分析中图分类号：TK124文献标识码：A文章编号：1007—2691(2014)04—0088一O7Numericalstudyonflowcharacteristicsofgas-liquidtwophaseflowunderpartialgravityinhorizontalsquarechannelHUANGNa，ZHOUYun—long，GAOJu

4、。(1．SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China；2．SchoolofEnergyandPowerEngineering，NortheastDianliUniversity，Jilin132012，China；3．Designdivision，ChinaSinogyElectricEngineeringCo．Ltd，Shanghai200061，Ch

5、ina)Abstract：Numericalsimulationmakesuseofvolumeoffluid(VOF)methodtoinvestigatetheair—watertwophaseflowandrefrigerantR134avapor—liquidtwophaseflowunderpartialgravity．Thedistributionsofpressuredropofthetwomixturesaregivenbythenumericalresult．Theresultssh

6、owthatthepressuredropsofthetwomixturesundermi—crogravityisbiggerthannoFnlalgravity．Bothofthemincreasewiththeincreasingvelocityofgasandliquid．ThetwophaseflowpressuredropofR134avapor—liquidissmallerthanair—waterinthesamecondition．Moreover，thenumeri—calres

7、ultsofpressuredroparealsousedforcomparisonswithhomogeneousflowmodels，FriedelmodelsandChisholmmodels．ThetwophaseflowstateisdistinguishedbytheliquidReynoldsnumberaslaminarregion，transitionregionandturbulentregion，andamodifiedChisholmequationisproposed．The

8、resultsshowthatthemodifiedChisholmcor-relationequationcouldbetterpredicttwophaseflowpressuredropundermicrogravity．Keywords：partialgravity；two—phaseflow；pressuredrop；VOF；numericalsimulation力，较小的温度差分布和对抽运功率要求低等优0引言点，已经在航空航天和高海拔等实际应