采用PDA两相流测速技术,对LHJ浮选柱下导管内液一气两相流中气泡的流速进行了测定,获得了浮选柱内液气两相流中气泡沿径向和轴向的湍流速度分布规律.测试结果证实了LHJ浮选柱内形成泡沫流时,下导管内气泡运动处于强烈的脉动状态,该结果为揭示其矿化作用机理、建立数学模型及放大提供了理论依据

提出了一种利用两相流Eulerian Wall Film(EWF)模型和自定义结露量公式相结合来预测样品表面相变行为及液膜变化的方法.首先利用自搭建环境实验箱开展结露物理实验,并分别基于两相流EWF模型与单相流模型进行仿真实验.结果表明,相对于单相流模型,EWF模型因考虑了相变过程而能够更加精确地模拟样品表面相变行为.然后通过自定义公式计算所得结露量与实测结露量的对比,验证了所提出结露量公式的正确性.最后在模拟与实测的温湿度曲线以及结露量吻合较好的前提下,模拟了样品表面液膜变化过程,过程中液膜呈现的形态与物理实验中原位摄像系统捕捉到的液膜形态初步吻合

从两相流的流型入手,分析维持泡沫流流型的条件,揭示维持高含气率泡沫流的决定性因素.通过静力学分析建立的两相泡沫流的压力平衡关系式,揭示出了含气率Φ、吸气室负压Pv、液体流速UL三者之间的关系,通过可视化实验确定了维持泡沫流流型吸气室的最低负压值和下导管液体的最低流速

为了掌握棒式文丘里除尘器内气液两相流的阻力特性，基于多相流理论，建立其三维CFD模型，研究分析棒间距、除尘风量和液气比对棒式文丘里除尘器阻力特性的影响，并建立了阻力预测公式以及三者之间的关系式.结果表明：文丘里棒层与下筒体的压力损失随着棒间距的减小和风量的增大呈幂指数关系增大，随着液气比的增大呈近线性增大；上筒体的压力损失与风量呈近平方关系；通过与实验数据对比，关系式最大误差为16.88%，验证了其有效性

相界面积对气液两相流中传热、传质、物理化学反应等动力学过程影响重大.为获取这一参数,提出一种根据两相流数值模拟结果计算相界面积的方法.此方法借鉴分段线性重构界面的思想,在各网格单元内以平面近似真实相界曲面,根据目标流体的体积分数及其梯度向量将网格内相界面形貌归为五类,进而采用不同的方法分别计算各类相界面的面积.在铜转炉熔池内两相流数值模拟结果分析中的应用效果表明:该方法能有效提取两相流体系中任意区域的相界面积,从而为体系动力学特征的定量分析提供依据.利用相界面积数据,进一步计算了氧气利用率并识别出熔池内‘高效反应区’,计算和识别结果与工程实际吻合,证实了该方法的准确性

采用自制的激波驱动气-固两相流冲蚀磨损试验装置,选取SiO2、Al2O3和SiC颗粒,对煤化工常用材料1Cr9Mo钢进行高速气-固两相流冲蚀磨损试验研究.结合试件表面冲蚀磨损形貌,分析冲击速度、冲击角度、颗粒硬度、颗粒粒径、试件温度等因素对材料的冲蚀磨损率的影响.结果表明：在20℃和400℃下,1Cr9Mo钢的最大冲蚀磨损率均出现在15°-25°的冲蚀角之间,体现出典型塑性材料的冲蚀磨损特征;低角度冲蚀时磨损机理以颗粒的切削作用为主,高角度冲蚀时颗粒垂直撞击材料表面产生凹坑并致使凹坑周围的片状物碎屑从材料表面剥离;试件冲击速度指数在2.3-3.2范围内,磨损率受颗粒硬度影响较大;在相同冲蚀条件下,硬度较高的Al2O3和SiC颗粒对试件的磨损率比SiO2颗粒高一个数量级;磨损率随颗粒粒径的增大呈现先递增后下降的趋势;在400℃时SiO2颗粒对试件的冲蚀磨损率明显提高,磨损率最大值约为20℃时的3倍

Ruhrstahl-Hereaeus (RH)上升管内的气液两相流是整个装置的重要动力源,并对钢液的流动、混匀及精炼过程有重要影响.上升管及真空室内的气液两相流决定了钢包内钢液的流动状态,为了研究真空室及上升管内气液两相流,通过1:6的300 t RH的物理模型模拟了RH上升管及真空室内气泡行为过程,并测量了RH循环流量的变化用于计算上升管内含气率以及气泡运动速度最终得到气泡在真空室内的停留时间,同时记录了气泡在真空室内的存在形式.气泡在真空室的存在形式的主要影响因素为提升气体流量,研究发现了气泡从规则独立的大气泡经历聚合长大,碰撞破碎成小气泡,最后变成小气泡和不规则大气泡共存的现象.液面高度达到80 mm之后,气泡在真空室内的停留时间达到一个平衡值,不再随真空室液面高度的增加而发生改变.当提升气体量达3000 L·min-1,气泡停留时间减小趋势弱,对应3000 L·min-1情况下,真空室内气泡开始聚合长大.研究认为对于300 t RH的真空室液面高度应为80 mm,提升气体量应在3500 L·min-1左右,优化后,脱碳时间由原工艺的21.4 min缩短至现工艺的17.5 min

稠密气固两相流中颗粒尾涡的存在对其他颗粒的运动及两相流场结构的影响不可忽略.本文采用大涡数值模拟的方法研究了气体流过一个ϕ100μm颗粒的尾涡特性,对比计算了在不同颗粒雷诺数Rep下颗粒尾涡的存在对局部气流速度、压力的影响.结果表明,Rep=100时尾涡影响区域的长度达颗粒粒径的5倍,颗粒前后最大压差达373·48Pa

通过分析粒径/管径比、紊流强度及颗粒群浓度对垂直固液两相流中大颗粒的阻力系数及颗粒沉降末速度的影响,得出在一定条件下颗粒的临界雷诺数提前,阻力系数突降0.1,使颗粒的沉降末速度急增.并在此基础上,给出了可用于工业试验的最小水力提升水流速度

西安交通大学：《核安全与运行》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 两相流基本模型（主讲：单建强）