瓦斯抽采水环真空泵作为瓦斯抽采系统的动力源,是瓦斯抽采系统中最为关键的设备,其稳定高效运转对于保障瓦斯抽采系统安全具有重要的现实意义。鉴于实际运行中其存在能耗高、效率低等缺点,作者所在团队提出了一种基于粘弹性工质的水环真空泵瓦斯绿色抽采技术,将能源利用率提高了20%左右。循环管路作为水环真空泵系统的重要组成部分,粘弹性工质在管路流动过程中常伴随气体混入,进而影响工质的输送效率和瓦斯抽采泵运行的稳定性。为了优化基于粘弹性工质的水环真空泵瓦斯绿色抽采技术,研究水与粘弹性工质两种不同类型流体与空气在管路中产生的两相流动对系统整体能耗的影响具有重要意义。本课题开展气液两相管流基础研究,着重探讨了水与粘弹性工质两相流动压降变化规律,主要工作如下:（1）水平管内水—空气两相流动规律研究。通过114组实验,得到了气液两相流动由层流向湍流机制过渡的特性以及摩擦压降梯度变化规律。用分相模型进行了压降梯度计算,并对两相混合摩擦因子深入分析得出:Friedel模型适用于计算两相流层流压降,Chisholm模型较合适湍流流动;两相流层流机制下,两相混合摩擦因子与混合雷诺数符合fm=c1/Rem关系,系数值是单相水流的近一倍,湍流机制下两者呈现幂律相关,过渡流机制下两者存在确定的复合关联式。（2）水平管内粘弹性工质—空气两相流动规律研究。首先,基于流变仪测试了旋转、振荡剪切模式下粘弹性工质的流变特性。其次,分析粘弹性两相流摩擦压降梯度随流量变化规律,使用压降梯度模型进行理论计算。分析不同气量下的最佳减阻率（MDR）。最后,探究层流机制下两相流动混合摩擦因子与混合雷诺数关系。结果表明:Chisholm模型对预测粘弹性工质两相流动混合摩擦梯度更具有适用性;不同气量下MDR对应的液相流量均为0.1m~3/h左右。但与单相流体相比,通入一定气体后MDR有所下降,下降范围在5-10%之间;粘弹性两相层流流动混合摩擦因子与混合雷诺数之间具有非线性关系,两相流动进入紊流的临界雷诺数增大,混合雷诺数在1200左右仍未进入紊流状态。（3）两相流动数值模拟分析。基于Fluent商业软件计算两种液相介质在管道内发生气液两相混合流动时的相分布和流场波动。结果表明:在气泡的影响下,混合流场呈现类周期波浪形,粘弹性流体两相流中气泡轴向长度较牛顿流体更短,轴向特征尺寸减小了50%左右,气泡分布更加均匀,流动速度产生的涡旋尺寸变小,减少了气液两相界面上的能量损失。该论文有图48幅,表7个,参考文献78篇。