气液两相流实验装置设计与教学应用

"气液两相流实验装置开发及教学实践" 在石油工程、化工、能源等领域，气液两相流的研究至关重要，因为它涉及到油气混输、反应器设计、传热传质等多个方面。本文主要介绍了由中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院的梁法春、陈婧等人开发的一款气液两相混输管路实验教学模拟装置，旨在提供一个实践平台，提升学生的创新能力和实验技能。 该实验装置的核心组成部分包括水箱、泵、压缩机等动力系统，用于模拟实际工况下的气液流动。动力系统为实验提供了稳定的压力和流量输入。流量计和调节阀构成的流量调节和控制系统则允许精确控制两相流的流速和流量，确保实验的可重复性和准确性。此外，装置还配备了两相流动参数测试系统，其中包括高速摄像机用于捕捉流型变化，快关阀门用于快速改变流动条件，以及压力（差压）传感器用于实时监测压降和持液率。 实验装置采用了先进的数据采集技术，利用NI采集板卡结合基于图像的LabVIEW编程语言，实现了流型、压降和持液率的实时动态测量。这种数字化的监测手段极大地提高了实验的效率和数据的可靠性。通过调整实验条件，装置可以再现分层流、波浪流、段塞流、环状流等多种复杂的气液两相流动形态，覆盖了水平、上倾、下倾以及多起伏管路条件下的油气混输流动特性。 在教学实践中，这套装置展现了其优越性。学生可以通过网上预约系统自主设计实验，增强了他们的动手能力和问题解决能力。这种以学生为中心的教学模式有助于激发学生的创新思维，提高其对理论知识的理解和应用。目前，该装置已经在多所高校中得到了推广应用，成为培养相关专业人才的重要工具，并起到了示范和引领作用。 关键词：油气储运；气液两相流；实验装置；教学；流型 通过这个实验装置，不仅能够深入研究气液两相流的物理现象，还能为教师提供一个理想的教育平台，让学生在实践中学习和掌握复杂的理论知识，为未来的工程实践打下坚实基础。同时，该装置的成功开发和应用也体现了科研与教育的紧密结合，对于推动我国高等教育的改革和发展具有积极意义。