基于WMS的无旋和螺旋气液两相流流型及空泡份额实验研究

来源：核动力工程杂志2022年第5期北京时间：

作者：刘帅, 陈聪, 刘莉, 顾汉洋, 张嘉荣

单位：1.上海交通大学核科学与工程学院，上海，200240；2.中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，成都，610213；

摘要：为探究气液两相流流型从无旋状态转变为螺旋状态前后的流型特征及空泡份额时空分布特性，基于高速摄影仪和自主开发的丝网传感器（WMS）测量技术，对内径为30 mm的水平管内起旋装置作用下空气-水两相流的相态时空演变特性进行了可视化实验研究。结果表明，在起旋器诱导的离心力作用下，流场内存在明显的气泡聚并行为和液滴沉积现象，其中，泡状流将转变为螺旋气柱流，塞状流转变为螺旋间歇流，弹状流转变为螺旋环状流，环状流转变为螺旋丝带流；相比于弹状流和环状流，泡状流和塞状流的截面平均空泡份额在起旋器出口波动幅值明显减弱，但离心力场并未明显改变各流型从无旋状态转变为螺旋状态前后的截面平均空泡份额。

关键词：气液两相流, 螺旋流动, 流型转变, 空泡份额, 丝网传感器

基金资助：国家自然科学基金项目（51906147；51876128），上海市自然科学基金资助项目（21ZR1430900）