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具有金属泡沫层的水平管道内两相液液流动阻力的预测方法
International Journal of Multiphase Flow ( IF 3.6 ) Pub Date : 2023-11-25 , DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2023.104687
Jerzy Hapanowicz , Adriana Szydłowska , Krzysztof Żak
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更新日期:2023-11-25
International Journal of Multiphase Flow ( IF 3.6 ) Pub Date : 2023-11-25 , DOI: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2023.104687
Jerzy Hapanowicz , Adriana Szydłowska , Krzysztof Żak
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这里报告的研究是实验性的。其目的是确定适用于预测流经水平管道的不稳定两相液-液系统的压力损失的方法,其中管道的一小段包含金属泡沫填料。然而,泡沫存在引起的流动扰动不会导致混合物类型的变化(因为没有相转化),也不会导致流动系统的永久乳化。研究中开发的计算程序考虑了空管中两相液-液系统流动的特性(即连续相类型、相滑移、滞留)以及几何参数泡沫骨架(即泡孔和孔隙尺寸、纤维的表面粗糙度)。实验研究的结果用于确定方程的具体形式,与本文采用和详细描述的数学模型一致。他们对两种泡沫进行了研究:铝和镍,它们的特征是具有相同的孔填充程度(PPI20)。形成金属泡沫骨架的元件的平均尺寸通过计算机断层扫描确定。水平流管的直径为10mm,泡沫填料仅占据一定长度的一段。在泵送到管道的液-液系统中,亲水相是自来水,而疏水相是典型的机油。所采用的两种液体的通量变化范围对应于空管中形成W/O、O/W和W+O型不稳定两相体系的条件。测量泡沫层中流动物质的压力损失。针对不同类型的单相流和两相系统,分别确定了所采用模型方程的常数和指数值。对所开发的依赖关系的性能进行统计评估的结果证明了它们在选定的传热或传质设备的设计过程中的应用是合理的。该方程是无量纲的,因此,在有效的条件下,它们对于其他液-液系统、其他泡沫和不同直径的管道中的流动也应该有效。所开发的方法基于一种描述通过填充管道的多孔材料的两相流阻力的新方法。此外,它还涉及液-液系统的流动,这仍然是少数出版物中涉及的领域。

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