气液两相段塞流广泛存在于海洋石油开采、多相管道运输和化工工业等领域,段塞流会对多相混输管道造成间歇性的流体应力冲击,若波动严重甚至会导致下游输送设备的停机或损坏,因此研究段塞流的流动特性和发生规律并对其进行抑制或消除具有重要意义。而微气泡流体由于具有不易聚并和运动缓慢等特性,会影响段塞流在运动过程中边界层的返混流动,从而对段塞流的运动特性产生一定的影响。本文构建了由电阻层析成像、高速相机与传统压力传感器组成的段塞流测量系统,并在内径为50mm的段塞流实验平台上,开展了微气泡对段塞流的抑制作用的实验研究。主要研究内容和结论如下:首先构建了一套上升管气液两相流多参数的在线测量系统,该系统融合了电阻层析成像、高速相机与传统压力传感器,可实现宏观压力与含气率波动测量、高流速段塞可视化和截面气液分布等参数的在线测量。在内径为50mm的段塞流实验平台上,不同工况下开展了段塞流实验研究,利用统计和非线性分析方法,研究了段塞流平均含气率、液塞含气率、压力波动以及段塞发生周期的变化规律。实验结果表明:严重段塞流发生时,含气率与压力波动均呈现单峰分布,可作为流型判定依据;弹状段塞流的含气率波动有较大的多样性,呈现单峰至多峰的多样化概率分布,其压力波动则呈现高压区单峰主导的概率分布规律。为了深入认识微气泡的流体特性,对微气泡发生泵产生的微气泡吸附特性、发生特性及其在两相流中的稳定性开展了实验研究。结果表明,由于微气泡壁面吸附的微观特性,微气泡具有不易聚并的特性;微气泡发生泵的出口液速增大会降低微气泡浓度,但在一定液速范围内液体中依然可以稳定存在数量可观的微气泡。鉴于微气泡具有特殊的流体特性,开展了微气泡抑制段塞流的实验研究。通过对段塞流不同位置引入微气泡流的实验研究,提出了一种在上升管底部通入微气泡流体的段塞流抑制方案。实验结果表明:在低气液比工况下,上升管中通入的微气泡会改变段塞的流动特性,主要通过增强边界层的扰动作用来抑制段塞单元的运动,从而实现对段塞流的抑制,且当气液比为1.2、1.4和1.8时,微气泡的抑制效果最为显著。