T型管內霧狀兩相流相分離及壓降特性數值研究.pdf

1、以并聯配管基本結構——T型管為研究對象，通過數值模擬水蒸氣-水組成的霧狀兩相流在T型管內的流動特性及相分離規(guī)律，研究了不同流動工況下管內相分離變化規(guī)律，總結氣液分配規(guī)律和壓降變化趨勢，比較了壓降預測模型與數值模擬結果的一致性，驗證了數值模擬軟件FLUENT及Mixture兩相流模型在研究T型管內霧狀流流動分配的有效性及可靠性，為優(yōu)化T型管兩相流流動分配、指導兩相流配管設計提供借鑒。獲得主要結論如下:
　　根據研究對象的兩相流流型及

2、流動工況，選定適用于含液率較低、液相以液滴狀態(tài)存在的霧狀流研究模型—Mixture模型，對水平放置的T型管內霧狀兩相流相分離進行模擬。探究了入口平均流速、含液率、液滴粒徑、管徑結構等因素對霧狀兩相相分離及壓力影響變化規(guī)律。研究發(fā)現，氣相比液相更容易進入側支管;氣相分流比受流動工況變化影響較小，霧狀流在T型管內的流動分配受管徑結構影響較小，但受氣液流速、含液率及液滴粒徑變化影響較大;隨著氣液流速及液滴粒徑的增加，更多液相從直流支管流出;而

3、含液率的增大可使兩相流相分離現象減弱。
　　分析了兩相流在分流結構處發(fā)生相分離的原因。在忽略重力影響、不考慮相之間熱質交換的條件下，氣液兩相慣性力差異導致其受側支管漩渦“吸力”影響不同，且氣液兩相在分流結構處產生明顯滑移，流體擾動及粘性變化均導致氣相對液相攜帶能力的改變。綜合分析，慣性力、兩相作用力及流體的擾動是造成T型管內相分離的重要原因。
　　兩相流流經T型管時產生的不可逆壓降△P12，△P13受流動工況變化影響明顯。側

4、支管管徑變化對△P12影響較小，但對△P13影響明顯，管徑比減小時，不可逆壓降顯著升高?！鱌12隨著分流比的增加呈先增后減趨勢，入口氣液流速及含液率的增加，均會導致T型管不可逆壓降的增加。
　　針對兩相流流經T型管時的壓力損失，分別將模擬結果與直流支管兩相流壓降預測模型——ZT模型和CF模型，側支管局部壓降預測模型——HM、CM、QLM及PHM模型的計算結果進行對比，發(fā)現ZT模型對直流支管局部壓降預測結果與模擬結果更為一致，HM、