顺错列管束流型及其压差波动信号的递归特性研究-论文.pdf

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1、第7期洪文鹏等．顺错列管束流型及其压差波动信号的递归特性研究顺错列管束流型及其压差波动信号的递归特性研究洪文鹏‘滕飞宇张娇(1．东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林132012；2．青海黄河鑫业有限公司，西宁810001)摘要对气液两相向上横掠节距比为1．3的顺列与错列两种排列方式管束进行流型图像与压差数据采集，基于气相与液相折算速度绘制流型图。分析了管束排列方式对流型的影响，用非线性递归分析方法分别绘制了两种排列方式管柬不同流型的递归纹理图，并结合递归特征量对比分析了两种排列方式管束气液两相流的流动特性。研究结果表明：在实验范围内，两种排列方式管束中

2、均出现泡状流、间歇流和雾状流3种流型。错列管束较顺列管束中间歇流流型范围小，泡状流与雾状流流型范围大；错列管束中从泡状流起各流型就具备周期性特点，而顺列管束中间歇流流型才出现周期性，泡状流时流型呈明显的随机特征。关键词气液两相流管束流型压差波动信号递归分析中图分类号TH82文献标识码A文章编号1000·3932(2013)07-0845-05气液两相流广泛存在于能源动力、石油化工1实验设备与实验方法及冶金等许多行业的设备中，如蒸发器、冷凝器及实验系统主要由3部分组成：气液两相流系核反应堆冷却器等壳式换热设备⋯。特别是原子统、图像采集系统和动态数据采集系统。

3、实验工能核电站及航天工业的发展，动力工业及石化工质采用空气和水，空气经过孔板流量与水经过电业高参数的引入，使得气液两相流研究的重要性磁流量计计量后进入气液两相混合器，从气液两更加突出。然而由于气液两相流流动的高度非相混合器出来的气水混合物流经实验段进行压差线性动力学特征，复杂的相界面效应及相间相对信号采集与图像拍摄后进人旋风分离器，分离后运动，其运动机理十分复杂。迄今为止，对两相流空气排人大气水继续循环使用。图像采集系统主流型及其转换的动力学机理的研究仍是多相流体要由照明光源和高速摄影仪组成。照明光源使用动力学基础研究和工程应用领域的一个重要课6400K色

4、温的三基色光管，高速摄影仪采用瑞士题。公司研发的SpeedCamVisario系统，其最大分辨目前学者们对管内气液两相流的流型及其参率为1536×1024，最大帧频达到10000帧／s。动数的研究很多，而对不同排列方式管束绕流的流态数据采集系统主要包括数据采集仪、压差变送动特性研究相对较少。RibatskiG和ThomeJR器和恒压直流电源。采集仪为IDTS-4516U型16用高速摄影法对气水垂直掠过P／D：1．5壳侧水通道数据采集仪。压差变送器为Rosemount平管束的压降和流型进行研究，做出流型图。贾3051S电容式差压变送器，测量精度为0．04％。

5、峰等研究了垂直向上横掠水平管束流动沸腾的实验中压差动态数据的采集时间为8s，采集频率两相流型，并用功率谱方法识别流型。笔者通过为256Hz。实验段由厚10mm的有机玻璃构成，对气液两相向上横掠节距比为1．3的两种排列方其长度为700mm，截面为182mm×65ram的矩形式管束进行流型图像与管束前后的压力数据采通道，其中分布着顺列与错列布置的节距比为1．3集，解释了两种排列方式管束中各流型的流动特的10×7的管束。管束长65mm，直径20mm。性，并采用非线性递归图与递归定量分析的方法对管束排列方式对流型及其动力学特性的影响进收稿日期：2013-05—17

6、(修改稿)行了分析。基金项目：国家自然科学基金项目(51146007)第7期洪文鹏等．顺错列管束流型及其压差波动信号的递归特性研究847由图2可发现错列管束中间歇流的发生范围递归熵表示系统结构的复杂程度，递归图结要明显小于顺列管束，而泡状流与雾状流的范围构越复杂、随机性越大，其熵值也越大。递归熵的相对较宽。主要原因是泡状流时液相惯性力能够定义为：Ⅳ克服表面张力并打破气液界面形成小气泡，但错ENTR=一p()lnp(／)，列管束中气液两相流体所受阻力大，管束增强了●一●mln经过大量计算，计算时取嵌入维数为3，延迟液相的扰动，从而增加了紊流脉动强度，紊流剪切

7、为2，阈值系数为0．2。应力对气相的作用更明显，使错列管柬中泡状流3．2压差信号的递归特性分析U。范围较大。间歇流发生在气相折算速度较高图3为某工况下采集到的两种排列方式管束的区域，其流型受管束排列方式的影响较大，错列不同流型下压差波动信号对应的递归纹理图。图管束两相流体扰动强烈，管束与管束间的相互干中规则的图案是系统中确定成分的反映，无序的、扰增强，导致气团不易聚合与发展。雾状流的产不规则的图案是系统中随机成分的表现。对比两生取决于气相对液滴的夹带能力，与顺列管束相种排列方式管束同种流型下的递归纹理图，可观比错列管束中扰流产生的惯性力和剪切力更容易察到纹

8、理结构有所不同。错列管束中各流型的递破坏液体的黏滞力，使液相以小液