摘要：为了分析水平微小圆管(内径为5.16和3.14mm)内气液两相流特性,利用三棱镜改进可视化实验系统的光路设计,同时拍摄圆管内空气和水两相流型的正视图与俯视图,结合Matlab软件,修正气液界面折射的影响,获得三维气液界面、流型图及含气率。实验结果表明,小通道圆管内主要流型为泡状流、弹状流、环状流。管径尺寸对流型分界线影响较大,但对含气量基本没有影响。随管径减小,重力作用降低,表面张力作用增强,环状流在流型图上占据的比例逐渐上升。含气率随干度的增大而升高,基于三维气液界面所获得的含气率与文献公式的吻合度较好,所有数据都在公式预测值±25%误差带以内。

摘要：微细通道内Taylor流动广泛应用于能源化工领域,为分析其相界面及阻力特性,利用相对坐标系的方法,研究了竖直圆管及扁平管内的液-液Taylor流动,讨论了通道宽高比、Reynolds数(Re)及分散相体积分数对液膜厚度和两相压降的影响。结果表明:圆管内液滴头部和尾部可以膨胀至近似球形,而扁平管内壁面的限制作用较强,液滴呈现扁平状。随Reynolds数增大,两相界面逐渐收缩,液膜厚度逐渐上升。圆管内液膜厚度比较均匀,扁平管内液膜在通道顶部较薄,而圆弧部分较厚。两相压降随Re和宽高比的增大而增大,随分散相体积分数的增大而降低。相比连续相和分散相压降,界面压降所占的比重最高,并依据模拟结果,提出了圆管及扁平管内液-液Taylor流动的压降预测公式。

摘要：为了研究凹穴型结构对微通道内液-液两相流动特性的影响,利用高速摄像机,结合边缘检测算法(Canny),获得两相流型、液滴长度和膨胀面积等参数。结果表明:基于无量纲液滴长度参数,凹穴微通道内流型主要为膨胀流、过渡流及滴状流。随两相体积流量的增大,液滴长度逐渐减小,流型由膨胀流逐渐转换为过渡流,当液滴长度小于通道宽度时,凹穴结构对液滴形状的影响可以忽略。凹穴型通道内的液滴长度呈周期性变化,长度变化振幅为平直段的3~5.6倍。无量纲液滴膨胀面积随离散相与连续相流量之比的增大逐渐增大,随连续相毛细管数增大而逐渐降低。

摘要：利用高速摄像机研究截面为400×400μm的正T型微通道内液-液两相流动特性,离散相(硅油)和连续相(质量分数为0.5%的十二烷基硫酸钠SDS蒸馏水)的体积流量范围分别为1~5、2~110 mL/h.结果表明,两相流型主要为弹状流和滴状流,前者的形成机理为挤压机理,后者为剪切机理.液滴的长度随离散相体积流量和离散相与连续相体积流量之比的增大而增大,随连续相的体积流量和毛细数的增大而降低.液柱长度的变化规律与液滴长度相反.液滴生成时间随离散相与连续相的体积流量的增大而逐渐降低,剪切机理生成液滴所需时间小于挤压机理.依据实验结果,采用离散相与连续相体积流量比和连续相的毛细数,总结出无量纲液滴、液柱长度及液滴生成时间的预测关联式.