微重力环境下水平方管内气液两相流动特性的数值研究-论文.pdf

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1、第34卷第26期中国电机工程学报Vo1．34No．26Sep．15，201445002014年9月l5日ProceedingsoftheCSEE~2014Chin．Soc．forElec．Eng．DOh10．13334~．0258-8013．pcsee．2014．26．008文章编号：0258．8013(2014)26．4500—08中图分类号：TK124微重力环境下水平方管内气液两相流动特性的数值研究周云龙，黄娜2(1．东北电力大学能源与动力工程学院，吉林省吉林市132012；2．华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京市昌平区102206NumericalStudyo

2、nFlowCharacteristicsofGas—liquidTwoPhaseFlowUnderMicrogravityinHorizontalSquareChannelZHOUYunlonglHUANGNa2，(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，NortheastDianliUniversity,Jilin132012，JilinProvince，China；2．SchoolofEnergyPowerandMechanicalEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity,Changpi

3、ngDistrict，Beijing102206，China)ABSTRACT：Weinvestigatedthegas—liquidtwophaseflow得到泡状流、弹状流、搅混流和环状流4种典型流型，但两undermicrogravity(10-4go)andnormalgravity)by种混合物在流型上存在较大差异。通过对数值结果的统计分numericalsimulationbasedonthevolumeoffluid(VOF)析，得到两种混合物在不同重力环境下的压降分布。结果显method．Twokindsofmixturesweretakenintoacc

4、ount，示，微重力下两种混合物的压降均大于常重力环境，且压降includingair-watermixtureandR134avapor-liquidmixture．都随气、液速度的增大而增大：相同工况下，空气一水的压Fourtypicalflowpaterns(bubbleflow，slugflOW,chumflow降大于R134a蒸汽一液体两相流的压降。将得到的压降数值andannularflow)areobtained．However,diferentmixture结果与均相流模型、Friedel模型和Chisholm模型依次进行presentsdiferentc

5、haracteristicsonflowpatern．Onthebasis对比。重新根据分液相雷诺数(Reynolds)将流动分为层流区、ofnumericalresults，thepressuredropdistributionsofmixtures过渡区和紊流区，并对Chisholm关系式进行了修正。结果underdiferentgravityaregiven．Numericalresultsindicate显示，修正后的压降模型能较好地预测微重力环境下的气液thatpressuredr叩increaseswiththeincreasingvelocityofgas两

6、相流动压降。根据汽液两相流动特性，分析了发生以上现orliquid．Comparedwiththenormalgravity,pressuredrop象的原因。undermicrogravityisbigger．Pressuredr叩ofR134avapor-liquidmixtureissmallerthanair-watermixtureinthe关键词：微重力；两相流；压降；流体体积函数(VOF)：数samecase．Moreover,comparisonsbetweennumericalpressure值分析dropanddiferentmodels(homoge

7、neousflowmodel，Friedel0引言modelandChisholmmode1)weregiven．Itisobvioustoseethat，diferentmixturespresentdistinctflowstatesunder近年来，由于具备高效的传热能力，较小的温certainliquidReynoldsnumber．ModifiedChisholmequations度差分布和对抽运功率要求低等优点，气液两相流wereproposedinlaminarregion，transitionregionand