垂直上升内螺纹管中高压汽―水两相流截面含汽率的测量

摘要：利用四头内螺纹管构建了水平绝热管和垂直绝热管组合元件，在压力为11.3、14.2、21.5MPa，质量流速为250～1200kg/（m2・s），热负荷为50～300kW/m2的范围内，采用压差替代法对内螺纹管内垂直上升流动的高温、高压汽-水两相流进行了截面含汽率的测量，并分析了系统参数对截面含汽率的影响。与经典公式的计算结果对比发现，Zivi模型和我国电站锅炉水动力计算标准与试验数据相差较小，其中Zivi模型与文中试验数据误差小于15%。基于试验数据，分压力拟合了体积含汽率经验公式，与试验值相比绝大部分点的相对误差小于15%，在高干度区相对误差小于10%。研究结果表明，基于压差替代法，采用所提模型可以对垂直内螺纹管内高温、高压汽-水两相流体参数进行有效测量。

关键词：内螺纹管；压差替代法；垂直上升；汽-水两相流；截面含汽率

中图分类号：TK124

文献标志码：A

文章编号：0253-987X（2015）03-0050-06

截面含汽率是两相流流动特性中非常重要的参数，它是区分两相流与单相流体不同的重要标识，在研究流动特性和传热特性中必不可少。截面含汽率受流型的影响较大，在不区分流型的情况下，采用现有的截面含汽率计算模型很难取得较高的计算精度。对于高温、高压条件下的管内汽-水两相流体来说，由于高温、高压等条件的限制，一些常用的直接或者间接截面含汽率测量方法，例如快关阀门法、电学法等无法适用，而射线法、吸收法尽管精度相对较高，但受制于测量成本及人身安全等因素而无法在工业生产中广泛推广。