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矩形微通道內(nèi)油水兩相流摩擦壓降實驗研究

發(fā)布時間:2024-07-05 02:09
  研究了微通道內(nèi)油水兩相流的摩擦阻力特性.實驗采用橫截面為矩形的微通道,其寬度和深度通過化學(xué)蝕刻法制作,壁面具有一定的粗糙度,其水力直徑分別為167.3μm和192.0μm,相應(yīng)高寬比為0.673和0.793.利用數(shù)字顯微攝像技術(shù)對矩形截面微通道內(nèi)油-水兩相流的流型進(jìn)行實時觀測,并根據(jù)流型選擇合適的物理模型,得到了不同含油率時矩形微通道的摩擦壓降.實驗結(jié)果表明:矩形微通道內(nèi)的摩擦阻力壓降與均相理論模型計算結(jié)果一致,黏度機(jī)理是影響微通道內(nèi)油水兩相流摩擦壓降的主要因素.水包油流型向油包水流型的轉(zhuǎn)變是在含油率為60%~70%范圍內(nèi)發(fā)生的.

【文章頁數(shù)】:5 頁

【部分圖文】:

圖1實驗裝置系統(tǒng)圖Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup

圖1實驗裝置系統(tǒng)圖Fig.1Schematicdiagramofexperimentalsetup

水平管[8]、垂直管和傾斜管[9]中的高黏油-水兩相流的壓降進(jìn)行了深入的研究,結(jié)果表明壓降的變化與轉(zhuǎn)相和流型過渡也有很大關(guān)聯(lián).國內(nèi)外研究學(xué)者對液-液兩相流的研究主要集中在水力直徑大于10mm的通道上[4,10-13],但隨著通道尺寸的減小,表面張力等微尺度效應(yīng)顯得更明顯,這就導(dǎo)致....


圖2通道1的測量值(μm)Fig.2Themeasurementofthefirstchannel圖3通道2的測量值(μm)Fig.3Themeasurementofthesecondchannel

圖2通道1的測量值(μm)Fig.2Themeasurementofthefirstchannel圖3通道2的測量值(μm)Fig.3Themeasurementofthesecondchannel

氮氣瓶作為動力源推動儲液罐內(nèi)流體工質(zhì)流過微通道,其兩端壓力和溫度采用壓力傳感器(精度為±2%)和熱電偶(精度為±0.1℃)測量,流過微通道的體積流量由電子天平(最大誤差為0.215%)測定.為防止堵塞微通道,在儲液罐入口端安裝濾膜半徑為10μm的過濾器.測量部分主要包括壓力傳感器....


圖4矩形微通道內(nèi)油-水兩相流動流型圖(含油率Φ0=10%~90%)Fig.4Theflowpatternofoil-watertwo-phaseflowinrectangularmicrochannels(ThepercentageofoilforΦ=10%~90%)

圖4矩形微通道內(nèi)油-水兩相流動流型圖(含油率Φ0=10%~90%)Fig.4Theflowpatternofoil-watertwo-phaseflowinrectangularmicrochannels(ThepercentageofoilforΦ=10%~90%)

Φw為混合物的含水率.3結(jié)果與分析在計算油水兩相流的摩擦阻力時,必須要通過流型來選擇計算模型,但鑒于國內(nèi)外對μm級通道內(nèi)液-液兩相流流型的研究較少,因此,本實驗在對兩相流流量、壓差測量的同時,也對其流型進(jìn)行實時觀測.圖4即為觀測到的含油率Φ0在10%~90%間油水兩相流流型.圖4....


圖5油-水兩相流的f與Re關(guān)系Fig.5TherelationshipbetweenfandReinoil-watertwo-phaseflow[14]

圖5油-水兩相流的f與Re關(guān)系Fig.5TherelationshipbetweenfandReinoil-watertwo-phaseflow[14]

內(nèi)液-液兩相流流型的研究較少,因此,本實驗在對兩相流流量、壓差測量的同時,也對其流型進(jìn)行實時觀測.圖4即為觀測到的含油率Φ0在10%~90%間油水兩相流流型.圖4矩形微通道內(nèi)油-水兩相流動流型圖(含油率Φ0=10%~90%)Fig.4Theflowpatternofoil-wat....



本文編號:4000873

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