实验三 气液两相流实验.doc
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1、 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-1100180m3/h电磁流量计DXLD-250.53-21m3/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
2、-25 0-50m3/h三、实验原理图11164445231298101371381 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、;(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)0.65-1.53.6-5.6空气(L/min)5-158.6-15.
4、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
5、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)0.6-1.60.7-1.4空气(L/min)160-22018-36流 型环状流块状流水流量(L/min)0.65-1.53.6-5.6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。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
6、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 : GGQJALLQJA式中 气相折算速度,m/s;GJ液相折算速度,m/s;LJ气相体积流量,m3/s;GQ液相体积流量,m3/s;LQ管道横截面积,m2; (本实验管子内径为 14.5mm)A2 根据实验中的每一种情况分别计算出的和,对照下图找出所对应的流型,并与实验2 GGJ2 LLJ观察到的流型对比1051062 GGJ2 LLJ3 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gFPPP总压力降;P摩擦阻力压力降 FP22mm FuLPD重位压力降 gPgL
7、Pmg式中 单相液体摩擦阻力系数,根据 Moody 图或按相应公式计算;管子长度,m; (本实验为 1m)L管子内径,m; (本实验为 14mm)D均匀流动时气液两相流平均密度,Kg/m3m均匀流动时气液两相流平均流速,m/smu其中 GGLL m GLQQ QQGL mQQuA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
8、称型号参数范围水泵FS40 11m3/h气泵HG-1100180m3/h电磁流量计DXLD-250.53-21m3/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111644452312981057581 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
9、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)0.5-1.41.5-2.1空气
10、(L/min)220-28058-96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
11、,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)0.5-1.41.5-2.1空气(L/min)220-28058-96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
12、。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 : GGQJALLQJA式中 气相折算速度,m/s;GJ液相折算速度,m/s;LJ气相体积流量,m3/s;GQ液相体积流量,m3/s;LQ管道横截面积,m2; (本实验管子内径为 14.5mm)A2 根据实验中的每一种工况分别计算出的和,并画出流经倾斜管的气液两相流的流型图GJLJ3 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gFPPP总压力降;P摩擦阻力压力降 FP22mm FuLPD重位压力降 sina
13、gPgLPmg式中 单相液体摩擦阻力系数,根据 Moody 图或按相应公式计算;管子长度,m; (本实验为 1m)L管子内径,m; (本实验为 14.5mm)D均匀流动时气液两相流平均密度,Kg/m3m均匀流动时气液两相流平均流速,m/smua倾斜角(本实验为)20其中 GGLL m GLQQ QQGL mQQuA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
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