複雑な多次元気液二相流の相間相互作用と界面輸送構造に関する研究

复杂多维液液两相流相间相互作用及界面输运结构研究

• 批准号: 18760653
• 负责人: 沈 秀中
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760653/
• 关键词: 多次元気液二相流; 界面輸送モデル; 界面速度測定; 界面方向測定; 界面面積濃度測定; 多センサー・プローブ; 大口径管データベース; 二流体モデル

本研究では、複雑な多次元気液二相流の相間相互作用を解明し、界面輸送構造をモデル化することを目的としており、本年度は、複雑な多次元性が現れる垂直大口径管内の低液相流速の空気-水気液二相流において、下記の研究を行った。(1)昨年度開発した光学式5センサー・プローブを用いて、低液相流速範囲の垂直大口径管内の多次元二相流に対して、二箇所の気液界面と気相の流動状況を測定する実験を実施した。(2)ホットフィルムプローブを用いて、低液相流速範囲の垂直大口径管内の多次元二相流に対して、液相の流動状況を測定する実験を実施した。(3)多次元二相流のデータ処理を行った。(4)多次元気液二相流の界面面積濃度、気相と液相流速及び気泡直径のデータベースを構築した。(5)得られた二相流データを基に多次元気液二相流の相間相互作用と界面輸送機構に関して総合的・系統的考察を実施した。(6)従来の1群界面輸送モデル及び多群界面輸送モデルとの比較検討を行った。(7)二流体モデルの真価を発揮するために、二相の相互作用の強さを表す界面輸送項(=界面面積濃度×駆動力)を適切にモデル化し、測った気泡の直径(気泡の弦長ではなく)により気泡の群が正しく分けられ、多群界面輸送方程式の開発を行った。そのモデル中の気泡-気泡間、気泡-乱流渦間の衝突頻度は気体の分子運動論を基礎に気泡自身による排除容積を考慮に入れて定式化を行った。更に、本研究の実験観察と測定データ分析により、垂直大口径管内の気液二相流に流れ方向の局所ボイド率の急上昇と圧損の急低減を特徴としての気泡集積流動現象が存在することを明らかになった。

This study で は, complex 雑 な multidimensional 気 の liquid two phase flow and white interaction を interpret し, interface transmission structure を モ デ ル change す る こ と を purpose と し て お り, は this year, after 雑 な multidimensional sex が now れ る vertical large diameter tube の low liquid velocity の empty 気 - water 気 liquid two phase flow に お い を line っ て, remember の under research た. (1) annual open yesterday 発 し た optical type 5 セ ン サ ー · プ ロ ー ブ を with い て, low liquid velocity van 囲 の vertical large diameter tube の multidimensional two-phase flow に し seaborne て, two is の 気 liquid interface と 気 phase flow condition を の す る be 験 を be applied し た. (2) ホ ッ ト フ ィ ル ム プ ロ ー ブ を with い て, low liquid velocity van 囲 の vertical large diameter tube の multidimensional two-phase flow に し seaborne て, liquid flow condition を の す る be 験 を be applied し た. (3) Handle the を line った of the multi-dimensional two-phase flow with デ タ タ. (4) The <s:1> interface area concentration of multiple gas-liquid two-phase flows, the flow rate of the gas phase と liquid phase, and the diameter of the び gas bubble <s:1> デ タベ タベ スを スを are used to construct the <s:1> た た. (5) ら れ た two-phase flow デ ー タ を base に multidimensional 気 liquid two phase flow and の と interface interaction between transport agency に masato し て 総, a system of inspection を be applied し た. (6)従 is used to <s:1> a group of interfaces to convey モデ モデ and び multiple groups of interfaces to convey モデ, と and と to compare 検 and を. (7) the two-fluid モ デ ル の really 価 を 発 swing す る た め に の intense interactions, two-phase の さ を table す interface transmission items (= x 駆 interfacial area concentration power) を appropriate に モ デ ル し, measuring っ た の 気 bubble diameter (気 の chord length で は な く) に よ り 気 infusion is の group が し く points け ら れ, multigroup interface transport equation is の 発 を line っ た. In そ の モ デ ル の 気 bubble - 気 bubble, 気 bubble - の conflict between turbulence vortex frequency は 気 body の kinetic theory based に を 気 bubble itself に よ る excluded volume を consider に into れ て demean を line っ た. More に, this study の be 験 観 examine と determination デ ー タ analysis に よ り, vertical large diameter tube の 気 liquid two phase flow に flow direction れ の bureau ボ イ ド rate rising の urgent と 圧 loss の urgent low reduction を 徴 と し て の 気 bubble set product flow phenomenon exists が す る こ と を Ming ら か に な っ た.

项目成果

Error reduction, evaluation and correction for the intrusive optical four-sensor probe measurement in multi-dimensional two-phase flow

• DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2006.01.054
• 发表时间: 2008-02
• 期刊: International Journal of Heat and Mass Transfer
• 影响因子: 5.2
• 作者: Xiuzhong Shen;K. Mishima;H. Nakamura

A method for measuring local instantaneous interfacial velocity vector in multi-dimensional two-phase flow

• DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2007.11.006
• 发表时间: 2008-05
• 期刊: International Journal of Multiphase Flow
• 影响因子: 3.8
• 作者: Xiuzhong Shen;K. Mishima;H. Nakamura