[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

说明书

本发明公开一种单管两相流动不稳定性实验装置及其实验方法，包括泵体和实验段，所述泵体与所述实验段通过管路单向循环连接；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；本实验装置通过在实验段两端分别设置稳压箱，构建一个针对单管的合理，准确，便于理论分析的两相流动不稳定性测试系统。

技术领域

本发明涉及到多相管流技术领域，具体涉及到一种单管两相流动不稳定性实验装置及其实验方法。

背景技术

两相流动和传热广泛应用于航空、航天、航海、石油、化工、能源、动力、空调、制冷、电子、交通、生物医学等众多工业领域内的有关系统和设备,两相流动和传热问题引起了人们经久不衰的研究兴趣。其中两相流动不稳定性涉及到管路振动，系统流量、系统压力、管壁面温度的振荡，使得系统中的设备承受到持续的力和热的冲击，容易引发了设备性能和可靠性的降低以至设备损坏。此外，当出现两相流动不稳定现象时，系统中流量、压力的振荡和偏移也给系统的流量、压力调控带来了困难。两相流不稳定性是目前研究的一个重要分支和难点。因此，弄清两相流动不稳定性机理，系统设备的振荡响应机制，形成准确有效的两相流动不稳定性预测方法和不稳定性抑制方法是非常必要的。在实验方面，这依赖于构建合理，准确，便于理论分析的两相流动不稳定性测试系统。

如中国实用新型专利(公告号:CN208721532U)在2019年公开了一种气液两相流流动特性的测试装置，系统设置一定长度的低洼管道，可模拟气液两相在低洼管道中的流动特性；在低洼管道的四个转折点处均设置可调节角度的钢丝软管，可模拟不同管道倾角下气液两相流的流动特性；装置采用气液在线混合方式制备气液两相流，模拟实际生产管道中气液两相的流动特性。但是该测试装置气液两相的输入是两条并联管道,而且管路上设置的部件容易对流体产生影响,带来压力、流量等的波动。

通常来说，同具有多根并联管路的并联管系统相比，一个只包含单根管路没有旁支的系统，其不稳定性测试和分析要更为复杂。对于只有单根管路的常规两相流动系统而言，系统中的很多部件如泵、阀、过滤器、冷凝器、管路等对于系统的流动不稳定性都产生了影响，因此这些因素都应纳入不稳定性分析，而这给不稳定性测试和分析带来了困难。

因此，构建一个针对单管的合理，准确，便于理论分析的两相流动不稳定性测试系统是必要的，该系统应当有能力隔绝诸如泵，过滤器，冷凝器等一些研究者暂时不希望引入到不稳定性分析中的部件对测试的影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种单管两相流动不稳定性实验装置及其实验方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种单管两相流动不稳定性实验装置，包括泵体和实验段，所述泵体与所述实验段通过管路单相循环连接，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。