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弹状流中连续波引起的波动频率预测模型: 2024年; 【目的】弹状流是气液两相流的主要流型之一,其波动特性不仅影响多相泵的安全运行以及多相流量计测量的准确度,还会在弯头、阀门、并联管路等处引起流致振动,系统地研究弹状流的波动频率对于多相泵、多相流量计以及多相管道的安全运行具有重要意义。【方法】依据弹状流的动力学模型以及弹状流的连续波特性,采用斯托哈罗数表征弹状流的无量纲波动频率,建立了弹状流波动频率的连续波新模型,并通过调研大量文献总结了水平管道弹状流波动频率现有的经验计算模型。在表观液速为0.23~1.85 m/s、表观气速为0.88~10.0 m/s的参数范围内,使用电导探针在内径为24 mm、长为30 m的水平管中对空气-水两相弹状流的波动频率进行了实验研究,并将实验数据与所建新模型的计算结果以及不同学者提出的12个弹状流波动频率经验公式的预测结果进行对比。【结果】实验数据表明,弹状流中连续波的波动频率随表观液速的增加而增大,且有近似线性关系;当表观液速较小时,波动频率随表观气速的增加先减小后增大;当表观液速较大时,表观气速对段塞频率的影响不显著。新建模型对弹状流波动频率预测的平均相对误差约为-15%,均方根相对误差约为26%,与其他经验公式相比,平均相对误差较小、均方根相对误差为最小。【结论】现有的经验公式对弹状流波动频率的预测结果有较大的分散性,所建新模型对弹状流波动频率的预测结果与实验数据有较好的一致性。; 周铭伟刘磊王樱蓓马康卫楠; 关键词：两相流弹状流连续波流致振动波动频率

基于流动噪声解耦的水平管弹状流气弹特性参数测量: 2024年; 弹状流是一种典型的气液两相间歇流动形态,气弹特性参数的测量对于弹状流摩擦压降和截面含气率等流动参数测量具有重要意义。本文设计了基于声发射原理的气弹参数测量传感器,并对不同流动条件下的水平管弹状流噪声信号进行了测量。利用鲸鱼优化算法(WOA)变分模态分解(VMD)对噪声信号进行处理,结合原始信号从能量和熵的角度进行分析,完成了对水平管弹状流噪声信号的解耦。将噪声信号分解为高频的气固噪声、中频的气液噪声与低频的液固噪声。通过对声发射时域信号分析实现了弹状流频率与气弹长度参数的测量。利用CatBoost算法选取8个特征值构建了弹状流气弹频率和气弹长度的预测模型。实验结果表明,弹状流频率预测模型平均绝对百分比误差(MAPE)为5.12%,95.25%实验点的相对偏差都在±15%范围内,气弹长度预测模型MAPE为7.77%,90.48%实验点的相对偏差都在±15%范围内。; 李新龙张昭王嘉辉张延胜董芳; 关键词：声发射

一种弹状流均匀产生装置及其生成方法: 本发明提供一种弹状流均匀产生装置及其生成方法，该装置包括气液分离器，气液分离器内设有竖向设置的隔板将气液分离器分隔为气体通道和液体通道，气体通道和液体通道下端均设有锥形出口，两组锥形出口通过Y型管进行汇流，隔板顶部和气液...; 吴祥成马梦珠郭俊轩苏良彬卢金

一种微通道弹状流生成装置及其生成方法: 本发明提供一种微通道弹状流生成装置及其生成方法，该装置包括气液分离器，气液分离器设有气相混合物进管，气液分离器上部与气相管道连通，下部与液相通道连通，气相管道和液相通道上均设有流量感应装置，气相管道和液相通道的出口分别与...; 吴祥成马梦珠张亚楠苏良彬王岗卢金

基于破碎与融合效应的弹状流理论建模: 2023年; 针对现有弹状流理论模型忽略气泡破碎与融合效应而无法准确预测水动力学特性难题,建立基于破碎与融合效应的弹状流理论模型。分析泰勒气泡湍动能和表面张力能,推导泰勒气泡破碎的理论公式。基于气相质量守恒,提出气泡融合理论模型,结合破碎公式、融合模型以及经典的弹状流理论,形成了考虑气泡破碎与融合效应的弹状流理论模型。搭建弹状流实验装置,基于高速摄影法测量泰勒气泡速度,对比研究新建理论模型、传统模型与实验数据的吻合度。结果表明:新建模型与实验数据一致性好,误差范围为12%,较经典理论模型提高了7%。证明考虑气泡融合与破碎效应的新建模型较现有理论模型更合理。; 汪志能宾光富冯淦潘阳; 关键词：弹状流

静态及摇摆条件下弹状流壁面切应力实验研究: 2023年; 壁面剪切力是气液两相流近壁面传递过程的关键参数。基于极限扩散电流方法实验研究了摇摆状态下上升实验段内气液两相弹状流的壁面切应力特性,获得了壁面切应力的径向分布规律和轴向演化规律。实验段的内径为50 mm,高度为2.3 m,摇摆频率为1~2.5 Hz,摇摆幅度为10~30 mm。结果表明,弹状流下Taylor气泡和液塞的间歇性流动导致瞬态壁面切应力具有脉动性特征,静态条件下壁面切应力的径向分布比较均匀,沿流动方向略有增大。随着摇摆幅度和频率的增加,Taylor气泡逐渐变短,瞬态壁面切应力的峰值区域减小。; 李乃良陈聚凯韩骏楷赵庆杰张一帆; 关键词：气液两相流气含率弹状流切应力上升管

基于电阻层析成像技术的弹状流实验研究被引量：1: 2023年; 在气液两相流研究中,相分布、相速度等流场特征信息对深入了解流动机理、提高模型计算精度有重要意义,但由于气液流动的复杂性与随机性,使得它们的准确测量较为困难。该研究基于快速电阻层析成像技术,首先对垂直向上气液管流中弹状流流型下多种工况的流动结构进行图像数据采集与重建;然后通过互相关算法得到轴向速度场分布,并与漂移流模型进行对比;再对按时序排列的横截面图像序列进行调整得到正确比例的空间三维图像;最后获得段塞长度、频率等特征信息。结果表明,快速电阻层析成像技术可以测得速度场分布、段塞长度、频率等特征信息,可用于优化与这些参数相关的理论模型和经验关系式,有助于提高气液两相流的模型计算精度。; 赵培华李华蔺景德张军徐思渊刘印华钟兴福; 关键词：气液两相流电阻层析成像

基于阻力分析的矩形通道内弹状流向搅混流转变特性研究: 2023年; 确定两相流流型是两相流动相间阻力和传热计算的先决条件,因此不同流型间的过渡准则对反应堆安全分析有十分重要的意义。本文选取了截面尺寸为4 mm×66 mm、6 mm×66 mm、8 mm×66 mm、10 mm×100 mm共4种规格矩形通道开展了空气-水垂直向上两相流动流型实验研究,采用阻抗式空泡仪和差压变送器对截面空泡份额和轴向压降进行测量。研究结果表明,在相同液相表观流速下,随空泡份额的增加,两相摩擦压降波动的振幅在弹状流向搅混流转变时达到最大;在空泡份额为0.6时,开始发生弹状流向搅混流转变。实验结果还显示,在流型转变点后相间阻力梯度随空泡份额而快速增加,在力学特性层面,可以采用相间阻力梯度作为弹状流向搅混流转变的判据。; 何清澈张卢腾潘良明许汪涛闫美月孙皖马在勇; 关键词：两相流流型空泡份额

电磁波相位传感器弹状流混合介电常数分析被引量：1: 2022年; 根据电磁波传播理论,设计了测量截面含气率的相位传感器。通过在传感器前端加装混相器,使之转化为均相流动,实现弹状流截面含气率的测量,并对不同流动条件下混合介电常数进行了分析。对对数、雷列伊、串并联、H-B和Bruggenman混合介电常数预测模型进行对比评价,平均绝对百分比误差分别为41.51%、6.07%、80.45%、62.51%和56.7%。针对弹状流,提出一种新的加权混合介电常数预测模型,平均绝对百分比误差为4.37%,71.43%的数据在5%的平均相对误差范围内。根据同一流动条件下基于均相流的截面含气率实验模型作为弹状流模型实验中的参比真值,对提出的混合介电常数预测模型求解的截面含气率的结果进行验证及评价,结果表明,截面含气率预测模型的平均绝对百分比误差为0.34%。; 赵宁宋亚净叶兴跃祝彦张栓柱; 关键词：截面含气率同轴线弹状流

一种集簇式气液两相弹状流抗冻结破坏型供水管路系统: 本实用新型公开一种集簇式气液两相弹状流抗冻结破坏型供水管路系统，包括供水罐、供气罐、集簇式供水管部件以及用水设备；供水罐的出水端装配连接有水泵，所述水泵通过第一管道连通有三通管，第一管道连通在三通管的进水端，供气罐的出气...; 周帆何东周扬巢佰崇张飞杨广

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