[发明专利]一种单管两相流动不稳定性实验装置及其实验方法

权利要求书

1.一种单管两相流动不稳定性实验装置，包括泵体和实验段，其特征在于，所述泵体与所述实验段通过管路单向循环连接，并在管道不同节点处设置多个压力传感器、多个温度传感器和多个流量计；

所述泵体用于泵出或者泵入单相的实验介质，所述实验段用于加热单相的所述实验介质并形成两相状态；

所述泵体的输出端与所述实验段的输入端之间设置有阻尼稳压箱，所述阻尼稳压箱用于泵出的单相的所述实验介质的压力与流量调节；所述阻尼稳压箱为腔体结构，中部滑动设置有阻尼隔膜，所述阻尼隔膜将所述阻尼稳压箱分隔为上箱体和下箱体，所述上箱体内通入稳压气体，所述下箱体内通入所述单相的实验介质；

所述实验段的输出端与所述泵体的输入端之间设置有冷凝稳压箱，所述冷凝稳压箱用于处理两相的所述实验介质并输出单相的所述实验介质，经由过滤器和冷凝器至所述泵体；所述冷凝稳压箱的内部设有带翅片冷凝管，所述带翅片冷凝管内流动有冷却水，控制所述冷却水的流量和/或入口温度以初步控制所述冷凝稳压箱内所述实验介质的压力。

2.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述阻尼隔膜为弹性膜片，所述阻尼隔膜的四周设有包边，所述包边与所述阻尼稳压箱的内腔滑动密封连接。

3.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述冷凝稳压箱的侧壁还设有半导体制冷装置和加热膜；所述半导体制冷装置和所述加热膜的单个或组合使用，用于精细控制所述冷凝稳压箱内所述实验介质的压力。

4.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述实验段包括串联连接的第一加热段和第二加热段，所述第一加热段用于将单相的所述实验介质加热到预设的单相温度，所述第二加热段用于将单相的所述实验介质加热至两相状态。

5.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述流量计为质量流量计，所述阻尼稳压箱的输入端和输出端分别设置有所述流量计。

6.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述实验段的前段管路、中段管路和后段管路分别设有所述压力传感器和温度传感器；所述阻尼稳压箱和所述冷凝稳压箱内也分别设有所述压力传感器。

7.根据权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置，其特征在于，所述实验介质为制冷剂，单相的所述实验介质为制冷剂液体，两相状态为制冷剂气液两相；所述泵体为齿轮泵。

8.一种具有权利要求1所述的单管两相流动不稳定性实验装置的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：单相的实验介质由所述泵体流出，经由流量计至所述阻尼稳压箱的下箱体中，并通过压力传感器监测压力状态；

S2：向所述阻尼稳压箱的上箱体中充注稳压气体，监测并记录所述阻尼稳压箱的输入端和输出端的所述实验介质的流量振荡状态，在阻尼隔膜的滑动和弹性变形的作用下，消减所述实验介质的压力振荡幅度、耗散振荡能量，输出稳定的所述实验介质；

S3：在所述实验段的第一加热段对单相的所述实验介质进行预热，并监测和记录所述第一加热段两端的实验介质的压力值和温度值；第二加热段对预热的单相实验介质继续加热至两相状态，并监测和记录所述第二加热段两端的实验介质的压力值和温度值；

S4：从所述实验段流出的两相状态的所述实验介质具有振荡的压力和流量，进入所述冷凝稳压箱后，通过控制带翅片冷凝管内冷却水的流量和/或入口温度初步控制所述冷凝稳压箱内的所述实验介质的压力，再由半导体制冷装置和/或加热膜精细控制所述实验介质的压力，输出稳定的单相所述实验介质；

S5：从所述冷凝稳压箱输出的单相所述实验介质，经由过滤器过滤，以及冷凝器进一步过冷后再次输入到所述泵体中，重复S1～S5进行下一循环。