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气液两相流态对喷嘴物化特性影响的试验研究

作　者: 郝丽
导　师: 仇性启
学　校: 中国石油大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 气泡流 气液两相流 高速摄像法 环空管
分类号: TQ021
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


在石油和化学工业中,经常会遇到气液两相混合物在环空管中的流动情况,例如在抽油井中,油、气、水混合物就是通过油管与抽油杆之间的环形空间流到地面的。气液两相流体在流道中流动时,由于流量、压力、两相物性和流道几何形状的不同,会形成各种不同的流动形态,简称流型。由于不同的流型具有不同的流体动力学特性,所以对流型的研究是非常重要的。本文在研究水平环空管内的流型之后,针对流型对喷嘴雾化特性又做了大量的试验研究,验证了泡状流是喷嘴雾化效果最佳的流型。因此,如何得出稳定泡状流,便成为喷嘴雾化效果至关重要的环节。针对气泡发生器的内部几何尺寸(包括气体注入孔的面积,气体注入部位和孔数,混和腔的长径比等参数)、操作参数(气压、液压、气液质量流量比等参数)、空间位置等因素对混合腔内部气泡流的形成和外特性的影响进行了大量试验研究。对结果分析发现:气液注入孔面积比、气体注入部位和孔数、混合腔长径比对气泡流的形成和稳定性有很大影响,气液压力差约为0.02～0.1MPa时,气液两相流量较小的时候,气泡流流型质量较好;气液压力差大于0.1MPa后,气泡流发生流型转换,气液两相流流型质量变差。

全文目录


摘要  4-5
英文摘要  5-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 课题来源及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状和发展动态  10-20
    1.2.1 气液两相流特点  11-13
    1.2.2 气液两相流特性参数  13
    1.2.3 气液两相流流型的分类  13-17
    1.2.4 气液两相流流型及流型识别的研究进展  17-20
  1.3 课题研究内容  20-21
第2章 实验装置和实验方法  21-31
  2.1 实验装置  21-23
    2.1.1 供水系统  21-22
    2.1.2 实验管段  22-23
    2.1.3 图像采集系统  23
  2.2 实验参数测量及换算  23-24
    2.2.1 实验参数测量  23-24
    2.2.2 实验参数范围  24
    2.2.3 实验参数换算  24
  2.3 实验方法  24-29
    2.3.1 高速摄像法及其图像处理的PTV 技术  25-29
  2.4 实验中存在的问题  29-30
    2.4.1 流量计读数问题  29
    2.4.2 测压点压力波动问题  29
    2.4.3 高速摄像法图像处理问题  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章 基于图像处理的两相流流型的辨识  31-44
  3.1 气液两相流流型识别方法概述  31-33
    3.1.1 流型的理论预测法  31-32
    3.1.2 压力波动信号处理分析法  32
    3.1.3 过程层析成像法  32-33
    3.1.4 高速摄影法  33
  3.2 气泡识别图像处理  33-37
    3.2.1 利用差影法减少背景噪音  34-36
    3.2.2 图像的二值化处理  36-37
  3.3 两相流流型辨识  37-43
    3.3.1 气泡特征分析  37-38
    3.3.2 气泡运动速度分析  38-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章 水平环空管内流型  44-58
  4.1 水平环空管内实验现象概述  44-45
  4.2 水平环空管内流型  45-49
    4.2.1 分散泡状流  45-46
    4.2.2 分层流  46-47
    4.2.3 间歇流  47-49
    4.2.4 气团状流  49
  4.3 流型转换机理  49-52
    4.3.1 分层流或泡状流到弹状流的转换  49-50
    4.3.2 光滑分层流到波状分层流的转换  50-51
    4.3.3 波状流到团状流的转换  51
    4.3.4 团状流向小气泡分散在液相中的弥散流的转换..  51-52
  4.4 各流型的流动特性  52-55
    4.4.1 气泡流  52
    4.4.2 环状流  52-53
    4.4.3 团状流  53-55
  4.5 实验数据  55-56
  4.6 本章小结  56-58
第5章 水平环空管内泡状流场研究  58-64
  5.1 气泡的形成  58
  5.2 气泡的长大  58-59
  5.3 气泡的稳定性  59-60
  5.4 内部流场数学描述  60-63
  5.5 本章小结  63-64
第6章 气液两相流流型对喷嘴雾化特性的影响  64-74
  6.1 引言  64
  6.2 有关气泡雾化方法和雾化机理的研究  64-65
  6.3 气泡雾化特性评价参数  65-69
    6.3.1 雾滴分布特性  65-67
    6.3.2 雾化粒度  67-68
    6.3.3 喷雾锥角  68-69
  6.4 实验系统及相关参数  69-74
第7章 结论  74-77
  7.1 总结  74-75
  7.2 展望  75-77
主要符号表  77-80
参考文献  80-86
致谢  86-87
个人简历，本人在学期间的研究成果  87

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工过程（物理过程及物理化学过程） > 基础理论
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