[发明专利]一种水平及微倾斜管内气液两相水动力段塞流的判别方法

权利要求书

1.一种水平及微倾斜管内气液两相水动力段塞流的判别方法，包括以下步骤：

1)在漂移流关系式的基础上，基于实验结果得到的液相相含率H_L-EXP，改进漂移速度U₀的表达式，改进后的U₀为液相折算速度U_SL的函数：

U₀(U_SL)＝U_G-U_M＝U_SG/(1-H_L-EXP)-U_M

＝(U_M-U_SL)/(1-H_L-EXP)-U_M

上式中，U_G表示气相速度；U_M表示气液两相的混合速度；U₀表示称漂移速度，即气泡在静止液体中的上升速度；U_SL表示液相折算速度；U_SG表示气相折算速度；

2)根据U₀随U_SL的变化规律关系式，绘制漂移速度U₀随液相折算速度U_SL的曲线，并根据曲线形态判断气液两相水动力段塞流，具体的判断准则为：当漂移速度U₀随液相折算速度U_SL的增大而递增时，管道内的流道为分层流；当漂移速度U₀出现由递增变为递减的拐点时，管道内的流动由分层流开始转变为段塞流；在漂移速度U₀的递减段，当出现曲线线型发生变化的转折点时，管道内的流动由段塞流开始转变为泡状流。

2.如权利要求1所述的一种水平及微倾斜管内气液两相水动力段塞流的判别方法，其特征在于：在所述步骤2)判断准则的基础上，以液塞区体积分数α作为水动力段塞流的量化判据，具体判定方式如下：当α＜0时即表示管道中没有液塞区域，即为分层流；当0＜α＜1时，表示管道中有液塞区以及Taylor气泡区，此时流动为段塞流；当α＞1时，表示液塞区充满整个管道，此时流动为泡状流；

其中，液塞区体积分数α的物理意义为：液塞区长度占总管长的比例，其表达式如下：

α＝(H_L-av-H_L-ST)/(H_L-SL-H_L-ST)

上式中，H_L-av表示管内的总体平均液相相含率；H_L-ST表示Taylor气泡区的液相相含率；H_L-SL表示液塞区的液相相含率。

3.如权利要求2所述的一种水平及微倾斜管内气液两相水动力段塞流的判别方法，其特征在于：液塞区体积分数α表达式中的H_L-av、H_L-ST和H_L-SL由下式得到：

H_L-av＝1-U_SG/U_G＝(U_SL+U₀(U_SL))/(U_M+U₀(U_SL))

H_L-ST＝1-U_SG-ST/U_G-ST＝(U_SL-ST+U₀(U_SL-ST))/(U_M+U₀(U_SL-ST))

H_L-SL＝1-U_SG-SL/U_G-SL＝(U_SL-SL+U₀(U_SL-SL))/(U_M+U₀(U_SL-SL))；

上式中，U_SL-ST表示Taylor气泡区的液相折算速度；U_SG-ST表示Taylor气泡区的气相折算速度；U_G-ST表示Taylor气泡区的气相速度；U_SL-SL表示液塞区的液相折算速度；U_SG-SL表示液塞区的气相折算速度；U_G-SL表示液塞区的气相速度。