順錯(cuò)列管束流型及其壓差波動(dòng)信號(hào)的遞歸特性研究-論文.pdf

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1、第7期洪文鵬等．順錯(cuò)列管束流型及其壓差波動(dòng)信號(hào)的遞歸特性研究順錯(cuò)列管束流型及其壓差波動(dòng)信號(hào)的遞歸特性研究洪文鵬‘滕飛宇張嬌(1．東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，吉林吉林132012；2．青海黃河鑫業(yè)有限公司，西寧810001)摘要對氣液兩相向上橫掠節(jié)距比為1．3的順列與錯(cuò)列兩種排列方式管束進(jìn)行流型圖像與壓差數(shù)據(jù)采集，基于氣相與液相折算速度繪制流型圖。分析了管束排列方式對流型的影響，用非線性遞歸分析方法分別繪制了兩種排列方式管柬不同流型的遞歸紋理圖，并結(jié)合遞歸特征量對比分析了兩種排列方式管束氣液兩相流的流動(dòng)特性。研究結(jié)果表明：在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，兩種排列方式管束中

2、均出現(xiàn)泡狀流、間歇流和霧狀流3種流型。錯(cuò)列管束較順列管束中間歇流流型范圍小，泡狀流與霧狀流流型范圍大；錯(cuò)列管束中從泡狀流起各流型就具備周期性特點(diǎn)，而順列管束中間歇流流型才出現(xiàn)周期性，泡狀流時(shí)流型呈明顯的隨機(jī)特征。關(guān)鍵詞氣液兩相流管束流型壓差波動(dòng)信號(hào)遞歸分析中圖分類號(hào)TH82文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1000·3932(2013)07-0845-05氣液兩相流廣泛存在于能源動(dòng)力、石油化工1實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)方法及冶金等許多行業(yè)的設(shè)備中，如蒸發(fā)器、冷凝器及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由3部分組成：氣液兩相流系核反應(yīng)堆冷卻器等殼式換熱設(shè)備?。特別是原子統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

3、實(shí)驗(yàn)工能核電站及航天工業(yè)的發(fā)展，動(dòng)力工業(yè)及石化工質(zhì)采用空氣和水，空氣經(jīng)過孔板流量與水經(jīng)過電業(yè)高參數(shù)的引入，使得氣液兩相流研究的重要性磁流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入氣液兩相混合器，從氣液兩更加突出。然而由于氣液兩相流流動(dòng)的高度非相混合器出來的氣水混合物流經(jīng)實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行壓差線性動(dòng)力學(xué)特征，復(fù)雜的相界面效應(yīng)及相間相對信號(hào)采集與圖像拍攝后進(jìn)人旋風(fēng)分離器，分離后運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)機(jī)理十分復(fù)雜。迄今為止，對兩相流空氣排人大氣水繼續(xù)循環(huán)使用。圖像采集系統(tǒng)主流型及其轉(zhuǎn)換的動(dòng)力學(xué)機(jī)理的研究仍是多相流體要由照明光源和高速攝影儀組成。照明光源使用動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重要課6400K色

4、溫的三基色光管，高速攝影儀采用瑞士題。公司研發(fā)的SpeedCamVisario系統(tǒng)，其最大分辨目前學(xué)者們對管內(nèi)氣液兩相流的流型及其參率為1536×1024，最大幀頻達(dá)到10000幀／s。動(dòng)數(shù)的研究很多，而對不同排列方式管束繞流的流態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集儀、壓差變送動(dòng)特性研究相對較少。RibatskiG和ThomeJR器和恒壓直流電源。采集儀為IDTS-4516U型16用高速攝影法對氣水垂直掠過P／D：1．5殼側(cè)水通道數(shù)據(jù)采集儀。壓差變送器為Rosemount平管束的壓降和流型進(jìn)行研究，做出流型圖。賈3051S電容式差壓變送器，測量精度為0．04％。

5、峰等研究了垂直向上橫掠水平管束流動(dòng)沸騰的實(shí)驗(yàn)中壓差動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的采集時(shí)間為8s，采集頻率兩相流型，并用功率譜方法識(shí)別流型。筆者通過為256Hz。實(shí)驗(yàn)段由厚10mm的有機(jī)玻璃構(gòu)成，對氣液兩相向上橫掠節(jié)距比為1．3的兩種排列方其長度為700mm，截面為182mm×65ram的矩形式管束進(jìn)行流型圖像與管束前后的壓力數(shù)據(jù)采通道，其中分布著順列與錯(cuò)列布置的節(jié)距比為1．3集，解釋了兩種排列方式管束中各流型的流動(dòng)特的10×7的管束。管束長65mm，直徑20mm。性，并采用非線性遞歸圖與遞歸定量分析的方法對管束排列方式對流型及其動(dòng)力學(xué)特性的影響進(jìn)收稿日期：2013-05—17

6、(修改稿)行了分析。基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51146007)第7期洪文鵬等．順錯(cuò)列管束流型及其壓差波動(dòng)信號(hào)的遞歸特性研究847由圖2可發(fā)現(xiàn)錯(cuò)列管束中間歇流的發(fā)生范圍遞歸熵表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，遞歸圖結(jié)要明顯小于順列管束，而泡狀流與霧狀流的范圍構(gòu)越復(fù)雜、隨機(jī)性越大，其熵值也越大。遞歸熵的相對較寬。主要原因是泡狀流時(shí)液相慣性力能夠定義為：Ⅳ克服表面張力并打破氣液界面形成小氣泡，但錯(cuò)ENTR=一p()lnp(／)，列管束中氣液兩相流體所受阻力大，管束增強(qiáng)了●一●mln經(jīng)過大量計(jì)算，計(jì)算時(shí)取嵌入維數(shù)為3，延遲液相的擾動(dòng)，從而增加了紊流脈動(dòng)強(qiáng)度，紊流剪切

7、為2，閾值系數(shù)為0．2。應(yīng)力對氣相的作用更明顯，使錯(cuò)列管柬中泡狀流3．2壓差信號(hào)的遞歸特性分析U。范圍較大。間歇流發(fā)生在氣相折算速度較高圖3為某工況下采集到的兩種排列方式管束的區(qū)域，其流型受管束排列方式的影響較大，錯(cuò)列不同流型下壓差波動(dòng)信號(hào)對應(yīng)的遞歸紋理圖。圖管束兩相流體擾動(dòng)強(qiáng)烈，管束與管束間的相互干中規(guī)則的圖案是系統(tǒng)中確定成分的反映，無序的、擾增強(qiáng)，導(dǎo)致氣團(tuán)不易聚合與發(fā)展。霧狀流的產(chǎn)不規(guī)則的圖案是系統(tǒng)中隨機(jī)成分的表現(xiàn)。對比兩生取決于氣相對液滴的夾帶能力，與順列管束相種排列方式管束同種流型下的遞歸紋理圖，可觀比錯(cuò)列管束中擾流產(chǎn)生的慣性力和剪切力更容易察到紋

8、理結(jié)構(gòu)有所不同。錯(cuò)列管束中各流型的遞破壞液體的黏滯力，使液相以小液