收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

竖直圆管层流泡状流中变形气泡动力特性与相分布的研究

朱学成  
【摘要】: 泡状流广泛存在于自然界和工业过程中,对其进行深入的理论和实验研究具有重要的科研价值和广阔的应用背景。气泡动力特性和相分布是泡状流研究中的主要内容,本文从这两个角度入手,对竖直圆管内冷态、不可压、无相变、中低含气率、气泡有一定变形的稳态层流泡状流进行了理论和实验研究。 为研究气泡变形对其受力和相分布的影响,设计了稀疏泡状流中获得气泡变形参数的双投影测量方法:对气泡投影图像进行处理和分割后应用Hough变换结合对称直线法识别出气泡两个投影椭圆,经外极线约束处理后基于对偶理论得到气泡变形参数。测量结果表明竖直圆管稳定层流泡状流中变形气泡可被近似成以一定倾角稳定上升的扁椭球体,并得到了计算气泡变形比的经验公式。 将基于边界层理论计算出的扁椭球气泡绕流速度场分解为气泡表面速度及其法向衰减,通过待定函数法得到正向来流时速度场的近似计算公式,再使用坐标变换方法类比求出以一定倾角稳定上升的椭球气泡的绕流速度场。通过对气泡表面法向N-S方程的量级分析得到变形气泡周围的压力分布。利用单元系综平均方法由气泡周围的压力场和速度场得到单气泡所受的阻力、引起的液相雷诺应力和液相界面平均压力与液相平均压力之差。通过泡状流和悬浮轻颗粒两相流的对比实验得到变形气泡所受的升力关系式。在此基础上分析了变形度、雷诺数和含气率等参数对于双流体模型中各界面力、应力和压差项的影响。 设计了由像素统计和重叠概率计算得到泡状流投影视图中含气率投影的分布,再通过改进的Abel逆变换Fourier算法测量含气率径向分布的方法,使图像测量方法可应用到较高含气率泡状流中。计算机仿真实验、较高含气率泡状流和轻颗粒两相流实验的结果表明,此方法具有较强的实用性和较高的测量精度。 考虑到实际泡状流中含气率和壁面的影响,对单气泡动力学研究中构造出的封闭关系式进行修正,建立起完整的泡状流双流体模型。利用该模型的近似解析解分析了竖直圆管内层流泡状流中影响液相速度分布和含气率径向分布的主要因素。并对一组泡状流实验进行了预测,预测结果与实验测量得到的数据基本吻合,说明在竖直圆管内层流泡状流中此双流体模型具有较高的预测精度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李娅;李炜;;对称型区间线性规划的对偶理论[J];杭州电子科技大学学报;2011年03期
2 向敏;林明东;张为华;屠基元;;基于双流体模型的通气空泡流仿真[J];北京理工大学学报;2011年07期
3 周云龙;刘旭;李洪伟;;2种熵测度在分析流型信号复杂度上的应用[J];化学工程;2011年08期
4 姜乃斌;臧峰刚;张毅雄;;横掠水平管束间气-液两相流流型对流致振动激励的影响[J];核动力工程;2011年04期
5 洪文鹏;周云龙;刘燕;;管束间压差波动信号的递归特性分析[J];中国电机工程学报;2011年23期
6 林亮成;郑忠;张晋;陈伟;李东耀;;鼓泡床内气固两相流的变尺度格子气模拟[J];计算物理;2011年05期
7 曾卓雄;孙海俊;潘阳;;基于颗粒湍流和颗粒碰撞相互作用规律的湍流模型的研究[J];计算力学学报;2011年04期
8 王磊;傅三富;冀海峰;王保良;黄志尧;李海青;;基于非接触电导的气液两相流参数检测系统[J];工程热物理学报;2011年08期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程沥军;王彪;李涛;应卫勇;房鼎业;;气固鼓泡流化床流体力学行为的数值模拟[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
2 谭素娥;朱经浩;;Canonical对偶理论在一类多项式全局优化中的应用[A];中国运筹学会第十届学术交流会论文集[C];2010年
3 孟庆春;王剑敏;;从对偶理论的哲学基础出发探讨其在宏观经济分析中的应用[A];面向复杂系统的管理理论与信息系统技术学术会议专辑[C];2000年
4 王柏懿;戚隆溪;王超;江先金;;含灰气体近壁区流动及传热增强机制分析[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 文婷;车得福;;泡状流中含气率分布的影响因素分析[A];第六届全国低温与制冷工程大会会议论文集[C];2003年
6 杨吉会;曹炳元;;几何规划的起源与应用[A];中国运筹学会第八届学术交流会论文集[C];2006年
7 刘家壮;;宏观经济调控研究[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
8 孟庆春;王剑敏;;关于开放的国民经济系统的两个优化模型[A];第四届中国青年运筹与管理学者大会论文集[C];2001年
9 张德义;王为民;黄杰;王树立;;双流体模型在油气混输管线计算中的应用[A];第十六届全国水动力学研讨会文集[C];2002年
10 韩守磊;徐义华;曾卓雄;;两相湍流的数值模型[A];第二十届全国水动力学研讨会文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱学成;竖直圆管层流泡状流中变形气泡动力特性与相分布的研究[D];清华大学;2007年
2 许兆峰;准层流粘液泡状流的理论与实验研究[D];清华大学;2004年
3 付英杰;水下气液两相喷射推进技术数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 付英杰;水下气液两相喷射推进技术数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 安起光;非完全竞争市场的宏观经济优化模型[D];山东大学;2002年
6 王明波;磨料水射流结构特性与破岩机理研究[D];中国石油大学;2007年
7 王树立;鼓泡塔气液两相流的数值模拟与实验研究[D];大连理工大学;2002年
8 李艳平;循环流化床脱硫反应器流动特性的实验研究与数值模拟[D];天津大学;2005年
9 王迎慧;磁流化床气固两相流动特性及其应用的研究[D];东南大学;2005年
10 郑建祥;粘附性颗粒动理学及气固两相流体动力特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈琦;双流体模型中曳力及镜面系数对风沙流结构的影响[D];兰州大学;2012年
2 于新峰;基于双流体模型的湿蒸汽两相流动数值模拟[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 何丽辉;双流体模型中碰撞恢复系数及电力对风沙流的影响[D];兰州大学;2012年
4 齐建波;水平管油气水三相流动特性模拟和实验研究[D];中国石油大学;2007年
5 冯向前;几类递阶决策问题的性质与算法[D];曲阜师范大学;2004年
6 王文君;集函数极小极大分式规划的最优性与对偶理论[D];西安电子科技大学;2011年
7 于涛;水库异重流排沙的双流体模型[D];清华大学;2008年
8 黄明辉;喷动床内气固两相流体流动数值模拟[D];西北大学;2009年
9 杨旭辉;相对不公平度量在股票价格过程中的应用及其它[D];吉林大学;2006年
10 王静;多相流多功能引射器的实验研究与数值模拟[D];西北工业大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 演讲人 刘克峰;物理激发的数学[N];光明日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978