气液两相流实验实验1 垂直上升管中气液两相流特性实验一、实验目的1. 在大型电站锅炉中垂直布置的锅炉水冷壁管被广泛应用，本实验将模拟其两相流现象和水动力特性；2. 通过观察垂直上升管中气液两相流的流型，进一步加深了解垂直上升管中气液两相流型的特点；3. 对垂直上升管中气液两相流的压力降有比较直观的认识，并掌握垂直上升管中气液两相流的压力降的计算方法。
二、实验仪器仪器名称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100 180m3/h电磁流量计DXLD-25 0.53-21m3/h转子气体流量计LZB-4 0-400L/h转子气体流量计LZB-15 0-4m3/h转子气体流量计LZB-25 0-50m3/h三、实验原理图1 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 转子流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务1.观察垂直上升管中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录垂直上升管中气液两相流的流型的变化；水流量（L/min）0.6-1.6（96L/h，LZB-10）0.7-1.4空气（L/min）160-220(13.2m3/h,LZB-25) 18-36流型环状流块状流水流量（L/min）0.65-1.5 3.6-5.6空气（L/min）5-158.6-15.6流型弹状流泡状流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
2. 气液两相流流经垂直上升管的压力降：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min 转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min ；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录垂直上升管中气液两相流的压力降变化； 水流量（L/min ） 0.6-1.6 0.7-1.4 空气（L/min ）160-220 18-36 流 型 环状流 块状流 水流量（L/min ） 0.65-1.5 3.6-5.6 空气（L/min ）5-15 8.6-15.6 流 型弹状流泡状流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
五、实验报告要求1 对应实验中转子流量计显示的空气流量和电磁流量计显示的水流量，根据以下公式计算出气相折算速度和液相折算速度 ：GG Q J A=LL Q J A=式中 G J ——气相折算速度，m/s ；L J ——液相折算速度，m/s ；G Q ——气相体积流量，m 3/s ；L Q ——液相体积流量，m 3/s ；A ——管道横截面积，m 2; （本实验管子内径为14.5mm ）2 根据实验中的每一种情况分别计算出的2G G J ρ和2L L J ρ，对照下图找出所对应的流型，并与实验观察到的流型对比1051062G GJ ρ2L LJ ρ3 根据实验中的每一种情况，根据下面的公式分别计算出垂直上升管中气液两相流的压力降，并与实验记录的压力降进行对比g F P P P ∆+∆=∆P ∆——总压力降；F P ∆——摩擦阻力压力降 22m mF u L P D ρλ∆=g P ∆——重位压力降 gL P m g ρ=∆式中 λ——单相液体摩擦阻力系数，根据Moody 图或按相应公式计算；L ——管子长度，m; （本实验为1m ）D ——管子内径，m; （本实验为14mm ）m ρ——均匀流动时气液两相流平均密度，Kg/m 3m u ——均匀流动时气液两相流平均流速，m/s其中G G L Lm G LQ Q Q Q ρρρ+=+ G Lm Q Q u A+=实验2 倾斜管中气液两相流特性实验一、实验目的1.在工业锅炉中螺旋管锅炉被广泛应用，本实验将模拟其两相流现象和水动力特性；2.通过观察倾斜管中气液两相流的流型，进一步加深了解倾斜管中气液两相流流型的特点；3.对倾斜管中气液两相流的压力降有比较直观的认识，并掌握倾斜管中气液两相流压力降的计算方法；二、实验仪器仪器名称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100 180m3/h电磁流量计DXLD-25 0.53-21m3/h转子气体流量计LZB-4 0-400L/h转子气体流量计LZB-15 0-4m3/h转子气体流量计LZB-25 0-50m3/h三、实验原理图1 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 转子流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务1.观察倾斜管中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将倾斜管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录倾斜管中气液两相流的流型的变化；水流量（L/min）0.5-1.4 1.5-2.1空气（L/min）220-280 58-96流型环状流间歇流水流量（L/min） 1.73-2.3空气（L/min）5-13流型分层流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
2. 气液两相流流经倾斜管的压力降：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开磁力泵，将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将倾斜管实验段水路的球阀开启，使水缓慢地流过实验段，直到取压管内大体上充满水为止；(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min转子流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。
按下表调节气量和水量，观察并记录倾斜管中气液两相流的压力降变化；水流量（L/min）0.5-1.4 1.5-2.1空气（L/min）220-280 58-96流型环状流间歇流水流量（L/min） 1.73-2.3空气（L/min）5-13流型分层流（4）实验完毕时，先关闭磁力泵，然后关闭实验段水路的球阀，再关闭气路的球阀，最后关闭空气压缩机同时关闭气路的针阀。
五、实验报告要求1 对应实验中转子流量计显示的空气流量和电磁流量计显示的水流量，根据以下公式计算出气相折算速度和液相折算速度 ：GG Q J A=LL Q J A=式中 G J ——气相折算速度，m/s ；L J ——液相折算速度，m/s ； G Q ——气相体积流量，m 3/s ；L Q ——液相体积流量，m 3/s ；A ——管道横截面积，m 2; （本实验管子内径为14.5mm ）2 根据实验中的每一种工况分别计算出的G J 和L J ，并画出流经倾斜管的气液两相流的流型图3 根据实验中的每一种情况，根据下面的公式分别计算出倾斜管中气液两相流的压力降，并与实验记录的压力降进行对比g F P P P ∆+∆=∆P ∆——总压力降；F P ∆——摩擦阻力压力降 22m mF u L P D ρλ∆=g P ∆——重位压力降 gL P m g ρ=∆sina式中 λ——单相液体摩擦阻力系数，根据Moody 图或按相应公式计算；L ——管子长度，m; （本实验为1m ）D ——管子内径，m; （本实验为14.5mm ）m ρ——均匀流动时气液两相流平均密度，Kg/m 3m u ——均匀流动时气液两相流平均流速，m/sa ——倾斜角（本实验为20︒） 其中G G L Lm G LQ Q Q Q ρρρ+=+ G Lm Q Q u A+=实验3 气液两相流流经孔板的特性实验一、实验目的1.在锅炉水动力特性调整和气液两相流测量中经常用到孔板，本实验将模拟气液两相流流经孔板的两相流现象和水动力特性；2.通过观察垂气液两相流流经孔板的流型，进一步加深了解气液两相流流经孔板的流型的特点；二、实验仪器仪器名称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100 180m3/h电磁流量计DXLD-25 0.53-21m3/h转子气体流量计LZB-4 0-400L/h转子气体流量计LZB-15 0-4m3/h转子气体流量计LZB-25 0-50m3/h三、实验原理图1 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 转子流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务1.观察孔板中气液两相流的流型：(1)打开系统电源，使气体、液体流量计预热2分钟；然后打开采集程序，记下采集程序上显示的气路和水路温度（根据此温度查出水和空气的密度）；(2)打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min涡轮流量计一路的针阀开启，调节针阀开度,使转子气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min；打开磁力泵，调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小，旁路阀门开度达到最大。