摘要：用数值模拟方法来研究气-液两相流动与传热现象是当今多相流领域的一个热门课题。由于两相流固有的复杂性,气-液两相流界面迁移现象的数值模拟一直是两相流研究中的一大难点。本文介绍了捕捉气-液两相流相界面运动的水平集方法(LevelSet)及其研究进展,介绍了求解LevelSet输运方程的3种方法,即一般差分格式、Superbee-TVD格式和Runge-Kutta法-5阶WENO组合格式。结合主流场的求解,分别用这3种方法对4种典型相界面在5种流场中的迁移特性进行了模拟计算,并对计算结果进行了比较和分析。结果表明,Runge-Kutta法-5阶WENO组合格式求解LevelSet输运方程的效果最好,在以后的计算中将主要采用这种组合格式来进行气-液相界面输运方程的求解。

摘要：由于离心萃取器的结构和流体流动较复杂,采用传统的实验难以准确获得其混合区内流场分布特性,为此,采用雷诺应力模型和自由表面模型开展了φ70 mm离心萃取器混合区内气-液两相流的CFD模拟研究。模拟结果表明:混合区轴向截面上气-液两相分布为气体在环隙上部,而液体在环隙下部,且两相之间存在自由液面;随转速增大,环隙内自由液面高度减小,混合区中的主要漩涡变小;随入口水相流量(速)增大,环隙内自由液面高度增大,主要旋涡变大,而固定叶片区中的旋涡数量增加,旋涡变小。所有这些结果有助于准确认识离心萃取器中的流体流动特性,从而实现其科学设计和运行调控。

摘要：提出一种基于滑速比的计算模型,用于高含气率工况下气相流量的计算和预测,并采用伽马射线探测器加文丘里管的测量技术方案进行了实验验证。实验结果表明,对体积含气率在92%~100%的工况,新模型的高含气率气-液两相流流量的预测结果与真实气相流量相对误差保持在?10%以内。

摘要：在溶液堆台架模型数值模拟研究的基础上,对实际堆结构的堆芯内气-液两相流流动及冷却盘管与堆内溶液间的换热特性进行了数值模拟研究。采用欧拉两相流模型描述堆芯内气-液两相流流动,MUSIG(MUltiple-SIze-Group)模型描述堆芯内气泡尺度分布和相互作用,流-固耦合模型描述溶液与盘管间换热。数值计算得到了堆芯内的温度、速度、气泡组分等分布及冷却盘管的换热效率。数值计算结果表明:在有气泡扰动时堆内温度分布比没有气泡时均匀,冷却盘管可将堆内产生的85%热量带出,与试验测量结果一致。额定功率时,不同气体产生量对于冷却盘管换热影响的研究表明,随着堆内气泡产生量的增加,溶液与冷却盘管之间的换热得到强化。

摘要：螺旋管蒸汽发生器因其传热效率高、结构紧凑、热膨胀自由等特点,被广泛应用于化工、航空航天、核工程等领域,尤其在小型模块化核反应堆中得到了广泛应用。螺旋管特殊的几何形状导致其内工质流动特性复杂,如管内二次流及由此引发的特殊气液相分布、流型转变特性以及高于直管的压降。几何结构参数的差异往往导致螺旋管内气-液流动特性显著不同。本文结合实际应用需求,通过实验和数值模拟对某一特殊细小管径的螺旋管内亚临界压力条件下水-水蒸气两相流的压降特性和流型转换特性开展研究。发现螺旋管内气-液两相摩擦压降随热平衡干度的增加而增大,在干度约为0.75处达到峰值,然后逐渐降低;该现象出现是由于在干度约为0.75时两相发生了环状流向分散流(雾状流)的流型转变,使得壁面切应力减小,从而导致两相摩擦压降减小。结合数值模拟的分析,将螺旋管内高温高压气-液两相流的流型划分为泡状流、间歇流、环状流和分散流,其中泡状流和间歇流的转换干度为0.038,间歇流和环状流的转换干度为0.500,环状流和分散流的转换干度为0.751,同时确定了蒸干点为0.93。本文的研究结果可为螺旋管式蒸汽发生器的设计和安全运行提供参考。

摘要：针对医用同位素生产堆(MIPR)堆芯试验模拟体气-液两相试验工况,选取模拟体的1/20作为计算对象,采用非结构化网格方法进行模型网格划分,运用CFD技术进行数值模拟计算研究,同时,对其流场、温度场分布状况及传热特性等进行了分析。计算结果与试验结果的比较分析表明,两者吻合较好。

摘要：对于气-液两相流在水平管线、垂直管线内的的流动状态,流动压降计算,对于两种处理数据的模型:拟均相模型和分离流模型分别予以介绍。对分离流模型的发展与近况做了叙述,并用Visual Basic语言编制了程序"DPLST",免费推荐给读者使用。

摘要：以CO2-H2O为模型体系,实验考察了当量直径为667 μm的单通道和16个并行通道内的气-液传质行为.实验发现,液体表观速度增加,单通道内液侧体积传质系数明显提高;同一液体表观速度下,液侧体积传质系数随气体表观速度增加而增加;在实验数据基础上关联了液侧体积传质系数与气-液两相流参数间的关系.微通道内的液侧体积传质系数较常规尺度气-液接触设备至少高1～2个数量级.并讨论了并行微通道内气-液两相流分配特性对整体传质性能的影响,表明合理设计气、液流动分布结构,可保证微通道内优异的传质特性.

摘要：针对气-液两相并流向下通过筛板孔口的接触模式,以建立液相分散条件为目标,分别以空气-水、空气-甘油水溶液为体系,在不同孔口结构下,对气-液两相并流向下通过孔口的流动进行实验,考察了气-液流量、孔径、板厚以及液相运动粘度对分散流产生的影响。结果表明:气-液流量越大、孔径越小、相对板厚越小、液相运动粘度越大均会使分散流越容易产生;基于分析结果,建立了分散流转换边界预测关联式。这些流型图和预测公式均有助于预估气-液两相并流通过孔口的分散流起始点,对有气-液两相并流向下通过孔口的系统的操作与优化设计来说都具有非常重要的参考价值。

摘要：流量标准装置是CCUS系统CO2流量测量研究的必要实验测试平台。为了提高气-液两相CO2流量装置的流量稳定性,在分析流量稳定性影响因素的基础上,综合考虑温度、压力和流量之间的相互耦合,提出了流量稳定性控制系统的结构,并设计了控制策略。根据控制策略编制了气-液两相CO2流量装置的流量稳定性控制软件。在不同温度、压力状态下进行了CO2流量稳定性的测试。测试数据表明,装置的单相液体和单相气体流量稳定性优于0.5%;气-液两相实验段温度稳定性优于0.5℃/h,压力稳定性优于0.05 MPa/h。