立式螺旋管内气–液两相流动参数测量与流型研究

由于螺旋管蒸汽发生器内部气–液两相流的流型分布和转换规律相比直管更为复杂,准确测量两相流的流型分布及预测其转换规律对螺旋管蒸汽发生器的设计和运行安全有十分重要的意义。本文开发了用于螺旋管中两相流参数测量的双头电导探针测量系统,利用双头电导探针在水–空气两相流实验台上对内径为8 mm的立式螺旋管内气–液两相流的流动参数进行了测量,使用高速摄像机记录了各流型的典型相分布特征,结合探针测量得到的两相流参数与高速摄影图像对螺旋管两相流流型的特征及转换过程进行了分析。根据电导探针的测量数据,分析了气、液相的表观速率对空泡份额、气泡速度、气泡弦长的影响,得到了气泡弦长、空泡份额、高速摄影特征及采集电信号波形类型与流型之间的对应关系。研究发现,在本实验的工况范围内,立式螺旋管中气–液两相流主要包含四种流型：塞状流、弹状流、泡状流以及类环状流,其中,类环状流对应的两相流参数分布范围最广,并且其分布的参数范围比文献中报道的该流型的分布参数范围更大。