[发明专利]一种用于研究水平管气液两相螺旋流的实验装置

摘要

本发明提供一种用于研究水平管气液两相螺旋流的实验装置，包括气相供给系统、液相循环系统、及管路测量系统。空气供给系统由空气压缩机、气体缓冲罐、压力表、气体流量计及阀门等连接件组成。液相循环系统由水泵、水箱、液体流量计及阀门连接件组成。管路测量系统中实验管段主要由透明管、透明方砖、起旋器等连接件组成。测量系统由测量仪表(压力传感器，温度传感器，压差传感器、流量传感器及其电源)和高速摄像机组成。本发明可实现实验室条件下对水平管气液两相螺旋流的流动规律、压降特性、含气率等的研究。对数值模拟结果进行实验验证，完善气液两相螺旋流的流动机理，此外，平台的角度可以调节，实现对倾斜管道的气液螺旋流研究。

主权项

1.一种用于研究水平管气液两相螺旋流的实验装置，其特征在于：包括：/n气相供给系统，所述气相供给系统包括沿着进气管路的气体流动方向依次设置的空气压缩机(1)、止回阀(2)、气体缓冲罐(5)、气体流量调节阀(6)和气体流量计(7)；所述气体缓冲罐(5)设有弹簧式安全阀(3)和压力表(4)；/n液相循环系统，所述液相循环系统包括沿着进液管路的流体流动方向依次设置的水箱(8)、离心泵(9)、流量调节阀(10)和液体流量计(11)；/n管路测量系统，所述管路测量系统包括气液混合器(12)、环路管线及检测管线；所述气液混合器(12)一端设有气液混合器进液口和气液混合器进气口，另一端设有气液混合流体出口，所述气液混合器进液口与进液管路的出液口连接，所述气液混合器进气口与进气管路的出气口连接，所述气液混合流体出口通过第一三通管(40)分别与环路管线的进口和检测管线的进口连接，所述第一三通管(40)与检测管线连接的一端出口处设有压力传感器(13)；所述环路管线上设有第一快关阀(35)，环路管线的出口与所述水箱(8)的进液口连接；所述检测管线包括直形的有机玻璃管(14)及沿着有机玻璃管(14)内气液混合流体流动方向依次设置在机玻璃管(14)上的第二快关阀(36)、第一透明方砖(21)、第二透明方砖(22)、第三透明方砖(23)及第三快关阀(37)；所述位于第二快关阀(36)两侧的有机玻璃管(14)上沿着有机玻璃管(14)内气液混合流体流动方向分别设有第一测压孔(15)和第二测压孔(16)，第一透明方砖(21)与第二透明方砖(22)之间设有第三测压孔(17)，第二透明方砖(22)与第三透明方砖(23)之间设有第四测压孔(18)，第三透明方砖(23)与第三快关阀(37)之间设有第五测压孔(19)，第二测压孔(16)与第三测压孔(17)之间连接有第一压差传感器(24)，第三测压孔(17)与第四测压孔(18)之间连接有第二压差传感器(25)，第四测压孔(18)与第五测压孔(19)之间连接有第三压差传感器(25)；所述有机玻璃管(14)的出口连接有第二三通管(41)，所述第二三通管(41)的进口处设有温度传感器(28)，第二三通管(41)的其中一个出口设有放空阀(29)，第二三通管(41)的另一个出口通过背压阀(30)与第一快关阀(35)与水箱(8)之间的环路管线连接；所述第二快关阀(36)与第三快关阀(37)可同步启闭，且第二快关阀(36)与第三快关阀(37)同步开启时第一快关阀(35)同时处于关闭状态，第二快关阀(36)与第三快关阀(37)同步关闭时第一快关阀(35)同时处于开启状态；/n起旋器(20)，所述起旋器(20)沿轴向置于所述第二快关阀(36)与第三快关阀(37)之间的有机玻璃管(14)内；/n摄像系统，所述摄像系统包括设于第二快关阀(36)和第三快关阀(37)之间且位于有机玻璃管(14)上方的光源(27)及设于第二快关阀(36)和第三快关阀(37)之间且位于有机玻璃管(14)下方的高速摄像机(39)。/n