气液两相流动阻力特性：矩形通道实验研究

"矩形通道内两相流动压降特性研究，王广飞，阎昌琪，孙立成，谢清清。文章通过实验探讨了在不同尺寸矩形通道中的竖直向上气-液两相流动的压降特性，并对比了多种两相流动阻力计算公式。" 在核动力工程技术领域，理解和预测两相流动的压降特性是至关重要的，因为它直接影响到反应堆的安全性和效率。本研究由王广飞等人进行，他们选择了空气和水作为实验工质，以40mm宽的矩形通道为研究对象，通道的窄缝尺寸分别为1.6mm和3mm，模拟了竖直向上的气-液两相流动。这种流动模式常见于核反应堆冷却系统和其他热交换设备中。 实验结果显示，对于窄缝为1.6mm的通道，传统的两相流动阻力计算方法无法准确预测实验观测到的压降特性，这意味着在极窄的空间内，流体动力学行为可能发生了显著变化，现有的理论模型需要进一步改进。然而，在3mm窄缝的通道中，除了Friedel模型和Tran模型之外，其他常见的两相流动阻力计算关系式与实验数据有较好的一致性。 为了更准确地描述这种现象，研究者根据分液相雷诺数将流动划分为层流区、过渡区和湍流区三个阶段。通过对Chisholm关系式的修正，他们发现修正后的阻力计算公式中的C值（折算系数）与当量直径成线性关系，且当量直径越大，C值越小。这个发现对于优化计算模型、提高预测精度具有重要意义，修正后的公式与实验数据的误差减小，能更好地匹配实验结果。 关键词涉及的内容包括核动力工程技术，矩形通道的两相流动特性，摩擦阻力压降，折算系数以及洛克哈特-马蒂里参数。洛克哈特-马蒂里参数是评估两相流体相互作用的重要指标，它反映了流体间的相对速度和密度差异，对于理解两相流动的复杂性至关重要。 这项研究深化了我们对矩形通道内两相流动压降特性的理解，为设计和分析核反应堆及类似系统的热工水力性能提供了有价值的数据和理论基础。未来的研究可能将聚焦于更复杂的几何形状和更多种类的工质，以进一步完善两相流动的预测模型。