气液两相流观察与管道阻力的测定
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究
起伏管路中气液两相流是一种常见的流态，其流体特性对于管路的传输性能有着重要
影响。
在起伏管路中，气液两相流常常呈现出弹状流的形态，其特征参数的测量对于流态
研究和工程设计具有重要价值。
本文针对起伏管路中气液两相流弹状流特征参数的测量方
法进行了研究。
我们对起伏管路中气液两相流的弹状流特征进行了分析。
弹状流是指在气液两相流中，气泡或者液滴形成的状态。
在起伏管路中，气泡和液滴有着不同的特征，如形状、大小、
速度等。
测量弹状流的特征参数是了解流体状态的重要手段。
在实验中，我们搭建了起伏管路实验装置，并通过调节实验条件来改变气液两相流的
状态。
我们采用高速相机对实验过程进行拍摄，并利用图像处理软件对拍摄到的图像进行
处理。
通过比对处理前后的图像，可以得到气泡和液滴的参数信息。
我们对测量结果进行了分析和验证。
将测量得到的特征参数与理论模型进行比较，验
证了测量方法的准确性和可靠性。
我们还对实验过程中的误差来源进行了分析，并提出了
相应的校正方法，提高了测量结果的精确度和可信度。
本文对起伏管路中气液两相流弹状流特征参数的测量方法进行了研究。
通过相机拍摄
和图像处理的方法，可以获取弹状流的数量、大小、速度等特征参数，并进行分析和验证。
这对于起伏管路的流态研究和工程设计具有重要意义。
输气管道内气液两相流流型监测技术研究
输气管道内气液两相流流型监测技术研究摘要准确判断输气管道内气液两相流流型是深入输气管道工程研究与应用的基础。
本文分别介绍了垂直上行管段和水平管段两种情况下输气管道内气液两相流的流型的分类方法，分析了影响输气管道内气液两相流流型的主要因素，并研究了目前主要的输气管道气液两相流流型的监测技术，对于输气工程研究与应用具有重要现实意义。
关键字两相流；流型；监测技术1 气液两相流流型输气管道气液两相流在不同管道位置下由于重力影响将出现不同的流型，下面就两种典型的情况作简要介绍。
1.1 垂直上行管段中气液两相流流型实验研究表明，气液两相流在垂直上行管段中有有五种基本流型，分别为泡状流、段塞流、搅拌流、缕状环形流和分散环形流，如下图1所示。
1.2 水平管段中气液两相流流型通过观察，水平管段及近似水平管段气液两相流流型是相当复杂，重力分异作用造成了相对的不对称性。
然而，Oshinowo流型划分原则对流型作简单化处理，将气液两相流流型大致分为六种基本形式，分别为泡状流、塞状流、分层流、波状流、弹状流和环状流，如图2所示。
2 气液两相流流型影响因素气液两相流流型非常复杂且影响因素很多，其中主要影响因素有：流体物性、流量、管径尺寸、倾角以及流体在流动过程中的质量传递和热量传递等。
2.1流体流量流体流量可以用流速来反映，当流速改变时，管内流型将会有相应变化。
因此，流体流量是影响气液两相流流型的最主要因素。
目前大多数流型图都是利用气液两相的表观速度来划分的。
2.2流体物性流体物性是影响流型的重要因素之一。
液相粘度的大小决定着流体在流型转变过程中所需气量的多少，如果液体流速不变，则其粘度越大，所需气量越少。
2.3 管径尺寸不同的管径对相同的流体介质用进行输送，即使初始条件相同，且流体流速相同，但管径尺寸的不同，管内流体流型也是不相同的。
所以，不可忽视管径尺寸对流型的影响。
除此之外，管径尺寸还对流型的转换有影响。
2.4倾角国内外专家学者对倾角对流型的影响做了大量研究，结果表明，如果管段所处的倾角不同，管内流型转换所需的气体流量是不同的，且存在差别较大。
《两相垂直管流实验》实验指导书(模板)
两相垂直管流实验一、实验目的（1）观察气、液两相在垂直管中的流态变化，综合分析流态变化规律；（2）测定不同气量下的产液量和气体体积流量，绘制Q～V曲线。
二、实验原理在垂直管井中，沿井筒自下而上压力不断降低。
当压力低于饱和压力时，石油中的溶解气会分离出来。
分离出来的气体在沿井筒上升过程中不断释放弹性膨胀能量，该能量参与举升液体。
利用气体膨胀能量举升液体，依靠两种作用力，一是气体作用于液体上垂直顶推液体上升的举升力；二是靠气液之间的摩擦作用力，气体携带液体上升。
为使气体能量在举油出井过程中消耗最小，达到提高效率的目的，必须选择油井的最有效产液点进行生产。
自喷井中，一般会出现4种流动状态：泡流、段塞流、环流和雾流。
气举采油原理是依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中的混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，从而将井筒内流体举出。
由于气举时启动压力很高，且启动压力和工作压力的差值较大，在压缩机的额定工作压力有限的情况下，为了实现气举就需要设法降低启动压力。
降低启动压力的方法很多，其中最常用的是在油管柱上装设气举阀。
气举阀是由储气室（内充氮气）、波纹管（带动阀杆运动，使阀打开或关闭）、阀杆、阀芯、阀座等部件组成，如图5-1所示。
气举阀实质上是一种用于井下的压力调节器，它主要利用波纹管受压后能够产生相应位移这一特性制作。
气举阀在井下，储气室充氮压力P d作用于波纹管（面积为A b）上，使与阀杆连接的阀坐于阀座上，外部压力油压P t通过气孔作用于阀芯（面积为A p）上，套压P c作用于波纹管（面积为A b-A p）上。
当外部总压力大于储气室压力时，则波纹管被压缩，阀芯也随之上移离开阀座，阀孔被打开，外部气体压力即可通过阀孔进入油管中，以实现气举采油；当外部总压力小于储气室压力时，阀坐在阀座上将阀孔封死。
三、实验仪器1. 两相垂直管流实验装置两相垂直管流实验装置的结构如图6-1所示。
2. 空压机、秒表、扳手、硅胶管等。
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究1. 引言1.1 背景介绍起伏管路是一种常见的管道结构，其内部流体呈现出起伏不定的特性。
在起伏管路中，经常会出现气液两相流现象，即气体和液体同时存在并相互作用。
气液两相流在工程领域具有重要的应用价值，例如在石油化工、能源等领域都有广泛的应用。
气液两相流中的弹状流是一种特殊的流态，其具有颗粒状的特征，容易造成管道的堵塞和磨损。
研究起伏管路中气液两相流弹状流的特征参数测量方法具有重要的理论意义和实际应用价值。
在当前的研究中，虽然已经有一些关于气液两相流弹状流特征参数测量方法的研究，但仍然存在一些问题和挑战。
本文旨在通过对起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法的研究，不仅可以为工程实践提供参考，也可以为相关领域的研究提供新的思路和方法。
1.2 研究目的研究目的是为了探究起伏管路中气液两相流弹状流特征参数的测量方法，以期能够更准确地描述和分析这种复杂流动现象。
通过研究，我们希望能够深入了解气液两相流在起伏管路中的运动规律，揭示弹状流的形成机制，为工程实践中的管路设计与优化提供理论依据。
通过探讨弹状流参数测量方法，我们也希望能够为工程领域中对气液两相流弹状流特性进行精确预测和控制提供技术支持。
这将有助于提高工程系统的运行效率，减少能源消耗，降低系统故障率，并推动气液两相流领域的技术发展和创新。
研究目的旨在为提高气液两相流弹状流特征参数测量方法的准确性和可靠性，促进气液两相流研究的深入发展，为工程实践提供可靠的理论支持和技术指导。
1.3 研究意义本研究的意义在于深入探究起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法，为解决气液两相流弹状流问题提供可靠的数据支撑。
当前对起伏管路中气液两相流弹状流特性的研究仍存在不足，而弹状流在工业生产中占有重要地位，因此准确测量其特征参数对提高生产过程稳定性和效率具有重要意义。
本研究将通过设计合理的实验方案和采用先进的数据分析方法，对起伏管路中气液两相流弹状流的特性进行深入研究，从而为工程领域提供有益的参考和借鉴。
气液两相流流型实验报告
气液两相流流型实验报告实验名称：气液两相流流型实验目的：1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使用；2. 掌握常见两相流流型的划分方法及相关规律，观察水平管中不同流型的特点；3. 根据各工况点实验数据绘制两相流流型图，并与典型流型图做比较。
实验任务：实验测量数据：,,,.(1) 测取不同情况下气相，液相流量；记录P P t tw气减室(2) 判别流型要求：(1) 实验数据汇总表；(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据用Weisman图判别流型实验原理1、水平管道中气液两相流流型的划分及各流型特征在水平管道中的气液两相流，由于重力影响使流型结构呈现不对称性，因而水平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，一般把水平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
（1）泡状流在泡状流中，气相是以分离的气泡散布在连续的液相内，气泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含气率低时出现。
（2）塞状流在塞状流中，小气泡结合大气泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，大气泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在大气泡之间还存在一些小气泡。
（3）层状流在层状流中，两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开，由于重力和密度不同，气相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。
（4）波状流当气流速度增大时，在气、液分界面上掀起了扰动的波浪，分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。
（5）弹状流当气体流速更高时，分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。
（6）环状流当气体流速进一步增高时，就形成气核和环绕管周的一层液膜，液膜不一定连续均匀的环绕整个管周，管子的下部液膜较厚，在气芯中也夹带有液滴。
图1水平不加热管中的流动型式表1水平绝热管中的流型变化增加液相流量增加气相流量ST+R ST+R ST+IW S PB ST+RW ST+IW S BTS+A PF ST+RW+D ST+LRW+D ST+BTS A+RW F+D ST+RW+D ST+LRW+D A+DA+D F+D F+DD A+RW A+RWA+D A+DA表示环状流（annular）；B表示气泡（bubble）；BTS表示中空气弹（blow through slug）；D表示液滴（droplet）；F表示液膜（film）；IW表示平缓波（inertial wave）；LRW表示大翻卷波（large roll wave）；PB表示气栓加气泡（plug＆bubble）；PF 表示气栓加泡沫（plug＆froth）；R表示涟漪波（ripple）；RW表示翻卷波（roll wave）；S表示气弹（slug）；ST表示层状流（stratified）。
气液两相流流型实验报告
⽓液两相流流型实验报告⽓液两相流流型实验报告实验名称：⽓液两相流流型实验⽬的：1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使⽤；2. 掌握常见两相流流型的划分⽅法及相关规律，观察⽔平管中不同流型的特点；3. 根据各⼯况点实验数据绘制两相流流型图，并与典型流型图做⽐较。
实验任务：实验测量数据：,,,.(1) 测取不同情况下⽓相，液相流量；记录P P t tw⽓减室(2) 判别流型要求：(1) 实验数据汇总表；(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据⽤Weisman图判别流型实验原理1、⽔平管道中⽓液两相流流型的划分及各流型特征在⽔平管道中的⽓液两相流，由于重⼒影响使流型结构呈现不对称性，因⽽⽔平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单，根据Oshinowo的划分原则，⼀般把⽔平管道中的流型划分为六种，泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
（1）泡状流在泡状流中，⽓相是以分离的⽓泡散布在连续的液相内，⽓泡趋向于沿管道上半部流动，这种流型在含⽓率低时出现。
（2）塞状流在塞状流中，⼩⽓泡结合⼤⽓泡，如栓塞状，分布在连续的液相内，⼤⽓泡也是趋向于沿管道上部流动，并且在⼤⽓泡之间还存在⼀些⼩⽓泡。
（3）层状流在层状流中，两个相的波动被⼀层较光滑的分界⾯隔开，由于重⼒和密度不同，⽓相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在⽓相和液相的速度都很低时才出现。
（4）波状流当⽓流速度增⼤时，在⽓、液分界⾯上掀起了扰动的波浪，分界⾯由于受到沿流动⽅向的波浪作⽤⽽变得波动不⽌。
（5）弹状流当⽓体流速更⾼时，分界⾯处的波浪被激起与管道上部管壁接触，并形成以⾼速沿管道向前推进的弹状块。
（6）环状流当⽓体流速进⼀步增⾼时，就形成⽓核和环绕管周的⼀层液膜，液膜不⼀定连续均匀的环绕整个管周，管⼦的下部液膜较厚，在⽓芯中也夹带有液滴。
表1⽔平绝热管中的流型变化A表⽰环状流（annular）；B表⽰⽓泡（bubble）；BTS表⽰中空⽓弹（blow through slug）；D表⽰液滴（droplet）；F表⽰液膜（film）；IW表⽰平缓波（inertial wave）；LRW表⽰⼤翻卷波（large roll wave）；PB表⽰⽓栓加⽓泡（plug＆bubble）；PF 表⽰⽓栓加泡沫（plug＆froth）；R表⽰涟漪波（ripple）；RW表⽰翻卷波（roll wave）；S表⽰⽓弹（slug）；ST表⽰层状流（stratified）。
气液两相流量测量浅析
气液两相流量测量浅析时间：2009-07-22 13:29:20 来源：控制工程网作者：摘要：本文简介了多相流与单相流的差异，它将随着工况与环境的变化，呈现多种的流态，而不同的流态将采用不同的数学模型进行描述。
流态是影响多相流量各项技术指标的关键因素，在某一分相流率应用较好的流量计未必可成功应用于其他情况。
近几十年来，随着工业现代化的加速，在不少领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元；天然气、石油的开采、输送；低沸点液体的输送......，对它的研究已引起了国内外广泛的关注，由于两相流的复杂性、随机性，要认识这些现象进行预测，首先要解决检测问题，流量是最基本的参数，首当其冲，迫切有待解决。
在我国的能源结构中，富气少油，天然气资源较为丰富（如新疆、内蒙、四川、近海），开采中多采用陈旧的工艺，即先用笨重的分离器，将气、液分离后，再分别进行气、液流量计量。
分离器不仅昂贵，而且耗费大量耗能的钢材、体积也十分庞大，如海上开采平台，作业区狭窄，难以选用，迫切需要开发、推出气液二相流量计。
一、两相流的特征及主要参数相的定义为在某一系统中，具有相同成分；物理、化学性的均匀物质成分；不同的相具有明显的界面。
在自然界的物质一般分为固相、气相与液相三种，本文主要讨论同时存在气相与液相物质的流动，由于多相中存在各相的界面效应及相对速度，相界面在时间及空间上都是随机可变的，所以，其流动特性较单相流复杂得多，特征参数也较单相流多一些，简要介绍如下：■流型：亦称流态，即流动的形式或结构，各相界面之间存在随机可变的相界面，使两相流呈现为多种复杂的形式，流型不仅影响两相流的压力损失、传热效果，也影响流量测量。
对气、液两相流来说，管道处于不同的位置（水平、垂直）也影响其流态形式，较为典型的如图1所示。
图1 气液两相流的各种典型流态■分相含率：表述两相流中的分相浓度，说明分相流体占总量中的比例通常表述为：①质量流量含率c，为分相质量流量（气体为qmg、液体为qme）与总质流量qm之比，如气液两相c＝qmg / qm＝qmg / qmg+qme②容积流量含率b，说明分相容积流量（气体为qvg，液体为qve）与总容积流量qv之比，如气液两相b＝qvg / qv＝qvg / qvg+qve■截面含率ac，说明分相流量在某一截面A上所占的比例，气相为Ag、液相为Ae，如气油两相ac＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■容积含率a，说明分相流体在某一管道长度段容积V所占的容积，气相为Vg、液相为Ve，如气液两相a＝Vg / V＝Vg / Vg+Ve■混合流密度①流动密度ρo，单位时间内，流过某一截面的两相混合物总质量qm与总积qv之比，如气相密度为ρg，液相密度为ρe，则气液相流的流动密度。
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究
起伏管路中气液两相流弹状流特征参数测量方法研究摘要：本文针对起伏管路中气液两相流弹状流特征参数的测量方法进行了研究。
通过对管路中气液两相流弹状流的特征进行分析，探讨了测量方法的可行性及技术实现路径。
最终提出了一种完整的测量方法，并进行了实验验证。
结果表明，该方法能够准确测量起伏管路中气液两相流弹状流的特征参数，具有一定的实用性和推广价值。
1.引言起伏管路是工业生产中常见的一种管路形式，通常用于输送气体、液体等介质。
在管路中，经常会出现气液两相流现象，即气体和液体同时存在于管道中，并呈现相互作用的状态。
在气液两相流中，常常会出现弹状流现象，它是气液两相流中的一种特殊流型，具有明显的波动和脉动性质。
弹状流的特征参数对于管道设计和操作具有重要意义，因此对其进行准确的测量和分析具有重要的工程价值。
2.起伏管路中气液两相流弹状流特征分析在起伏管路中，气液两相流弹状流是一种常见的现象。
弹状流是指在气液两相流动时，液体呈现出类似弹簧的形态，出现波动和脉动的现象。
这种流型具有很强的非线性特性，同时在管道传输中也容易造成能量损失和管壁磨损。
弹状流的特征参数包括波动频率、波动振幅、液膜厚度等。
这些参数对管道的运行状况和设计具有重要影响。
对弹状流的特征参数进行准确的测量和分析是十分必要的。
考虑到弹状流具有波动和脉动的性质，我们可以通过传感器测量管道内的液体运动状态来获取特征参数。
还可以利用高速摄像技术来对弹状流的波动进行实时观测和记录。
这些方法结合起来，可以有效地获取起伏管路中气液两相流弹状流的特征参数。
在实验方面，我们可以构建实验平台，模拟起伏管路中的气液两相流弹状流现象，并进行实时测量和观测。
通过对实验结果的分析和比对，可以验证测量方法的可行性和准确性。
实验结果表明，我们提出的测量方法可以准确地获取起伏管路中气液两相流弹状流的特征参数。
通过对实验结果的分析，我们得到了弹状流的波动频率、波动振幅等参数，并与理论值进行了比对，结果表明两者吻合度较高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
气液两相流的观察与管阻测定
一、实验目的
（1）了解垂直上升管中气液两相流的不同流型；
（2）学习管路阻力损失（
h）、管路摩擦系数（λ）、管件局部阻力系数（ζ）
f
的测定方法，并通过实验了解它们的变化规律，巩固对流体阻力基本理论
的认识；
（3）学习对数坐标纸的用法；
二、实验任务
（1）调整气液流速，观察不同气液比下两相流的变化；
（2）测定流体流经直管时的摩擦系数与雷诺系数的关系；
（3）测定流体流动属滞留状态时，直管摩擦系数与雷诺系数的关系；
（4）测定o
90标准弯头的局部阻力系数。
三、试验方法及其理论原理
1．气液两相流流型
在气液比不同的条件下，气液两相流可形成泡状流、弹状流（柱塞流）、环状流等形式。
实验时，通过调整气液两相的流量，实现气液比的不断增大，观察流型变化。
2. 管道摩擦系数测定法
直管的摩擦系数是雷诺数和管的相对粗糙（d
ε
）的函数，即)(Re,d εφλ=，
因此，相对粗糙度一定，λ与Re 有一定的关系。
根据流体力学的基本理论，摩擦系数与阻力损失之间存在如下的关系：
2
2
u d l h f
λ
= （1）
式中：f h ——阻力损失，kg J
；
l ——管段长度，m ； d ——管径，m ； u ——平均流速，s m ；
λ——摩擦系数。
管路的摩擦系数是根据这一原理关系来测定的。
对已知长度、管径的直管，在一定流速范围内，测定阻力损失，然后按式（1）求出摩擦系数。
根据能量恒算方程
f h u
g z P u g z P +++=+++2
22
22211
ρωρ （2） 在一条等直径的水平管上选取两个截面，测定λ～Re 的关系，则这两截面间管段的阻力损失变简化为
ρ
2
1P P h f -=
（3）
两截面管段的压力差为（21P P -）可用U 形管压差计测量，也可以使用压力变送器进行测量。
用流量计测定流体通过已知管段的流量，在已知d 的情况下流速可以通过式u d V 24
π
=
计算，由流体的温度可查得流体的密度ρ、粘度μ，因此，对于每
一组测得的数据可分别计算出对应的λ和Re 。
管道内气液两相流的摩擦阻力计算
管道内气液两相流的摩擦阻力计算主要采用洛克哈特—马蒂内利计算方法，
计算程序如下：先用单相流体的达西公式算出气液两相流中的气相单独流过管道时的摩擦阻力Δp G和液相单独流过管道时的摩擦阻力Δp L，令。
再用单相流体的计算方法确定气相或液相单独流动时的流态，是层流还是紊流。
然后用X值。
且根据气相和液相的流态在附图中查出ФG和ФL值。
四、实验记录及数据处理
管件d = m水温
大气压_____Pa直管长度l = m
直管阻力系数：。