低温两相流不同流型空泡率动态特性实验研究
【摘要】：空泡率是两相流研究领域重要流动参数,其测量准确程度将直接影响到两相流体其它参数的测量精度。电容法是利用气液介电常数的不同来测量两相流动空泡率的方法,具有结构简单,动态响应好,对流场无干扰等优点,已被广泛应用于两相流动的实时测量。低温流体作为一种特殊工质,在航空航天、空分、超导等领域中有着重要作用。由于液氮等低温流体与常规流体相比物性差别大,测量更为困难,相关研究较少。为研究不同流型的低温两相流的空泡率的动态特性,本文开展了以下工作：1.研制了一套测量液氮/氮蒸汽两相流空泡率的装置：针对低温流体液氮／氮气(LN2/VN2)两相流特点,传感器采用外置式双曲面板结构式电容,通过有限元模型对主要结构参数进行优化；电容采集电路包括高精度、集成式电容数字转换器和信号传输系统。2.标定了空泡率测量装置：搭建了可视化的绝热两相流实验平台,并采用不同方法对LN2/VN2的空泡率测量装置进行标定：1)理论计算了流量与空泡率的关系,对分层流动的空泡率进行标定2)采用图像法对不同流型的空泡率进行标定。3.开展不同流型的空泡率动态特性研究：利用搭建的可视化绝热两相流实验平台,得到了LN2/VN2的多种流型下空泡率数据,运用快速傅里叶变换(FFT)分析了不同流型的空泡率曲线频谱特征,初步得出不同流型下空泡率曲线规律。
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