T型微通道内弹状流流动特性.pdfVIP

第4O卷 第 3期 化 工 机 械 297 T型微通道 内弹状流流动特性 周云龙 刘 博 刘 袖 (东北电力大学能源与动力i程学院) 摘 要 以空气为气相介质和不同表面张力的液体 (纯水、O．0l％SDS溶液、0．50％SDS溶液、乙醇)为 液相介质 ，对矩形截面为 100p,m ×800p,m 的T型微通道 内的气液弹状流进行 了相分离可视化 实验。实 验结果表明：气相表现速度一定时，液相采出分率随着液体表观速度的增加而减小；液体表观速度一定 时，气体表观速度变化对液相采出分率影响不大；两相的表现速度一定时，液相采出分率随着液体的表 面张力降低而减小。另外，将所得 的相分离实验数据与其他管径尺寸的数据进行 比较 。发现不 同尺寸 T 型通道 内弹状流相分离特性 比较相似 。 关键词 T型微通道 弹状流 表面张力 相分离 中图分类号 TQ051．5 文献标识码 A 文章编号 0254-6094(2013)03-0297-06 微通道因具有的良好的传热传质性能、内在 现象。对于换热器来说 ，T型处两相流分配不均 安全性与高度集成特性使之在气液吸收和气液反 会使得支管路 中缺少液体，导致传热恶化，严重影 应方面具有广阔的应用前景。微通道 内，气液两 响下游设备的正常运行甚至损毁。因此对 T型 相弹状流的工艺操作条件非常灵活，气体和液体 微通道内弹状流相分离特性研究是十分重要的。 流动速率范围较大，并且可以为反应过程强化提 笔者对 T型微通道 内的气液弹状流进行了 供高相界面积和流场 。所 以弹状流在微通道 中气 相分离可视化实验，最终的 目的是为在一定的范 液 的化学反应中是一种很重要 的流形。 围内，对在T型微通道 内弹状流的行为起到一定 近些年来，对微通道 内弹状流 已经有 了许多 的预测作用，在工程上保证 T型微通道内优异的 研究。王凌等¨研究了气泡分布演化与含气率 流动特性提供理论指导和技术支撑。 的关系、气柱运动与测压 电局部压力关系等。 1 实验系统和方法 YunJx等 通过可视化实验手段对弹状流的流 1．1 实验系统设备 动参数进行 了实验研究。HanY 和 Shikazono 实验所用 T型微通道如图1所示，通道截面 N 对弹状流液膜厚度作 了详细的调查 。MaYG 等 对弹状流压力降做了具体研究。 T型微通道作为一种特殊形式的微型管道 ， 广泛存在于许多紧凑型机械系统中。当气液两相 100 m ×800 nl 弹状流流过T型三通时，由于液体和气体选择各 自优先路径，导致两条支管 (侧支管和直通支管) 图 1 T型微通道 的含气率出现明显差异，不可避免地发生相分离 ·周云龙，男，1960年2月生，教授。吉林省吉林市，132012。 300 化 工 机 械 2013焦 液体表观速度0．1Om／s保持不变，气体表观速度 由0．20m／s增加到 1．00m／s。由于空气的密度为 1．205kg／m ，纯水 的密度为 1000kg／m ，所 以液 姗 弹的动能要 比气柱 的动能大许多，气体表观速度 西 增加对弹状流液弹的动能影响不大 ，液相采 出分 霉