【摘 要】
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气液两相流分流分配问题是目前两相流研究领域的热点课题，广泛出现于石油化工、热能动力和其他生产生活领域，其在流动过程中会出现相分离等引起的分配不均现象，导致生产能效降低、产品误差和设备故障等问题，因此将两相流均匀分配到若干支路中成为重要的研究内容。两相流的分流分配受流型流态、各相流动速度以及主管干度等诸多因素影响，对各影响因素开展研究可充分掌握两相流等干度分配特性。
本文针对两相流分配不均的问题，提出了基于时域分割原理的气液两相流等干度分配方法，按照时域分割法原理，设计了一种单入口双出口的转轮分配
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气液两相流分流分配问题是目前两相流研究领域的热点课题，广泛出现于石油化工、热能动力和其他生产生活领域，其在流动过程中会出现相分离等引起的分配不均现象，导致生产能效降低、产品误差和设备故障等问题，因此将两相流均匀分配到若干支路中成为重要的研究内容。两相流的分流分配受流型流态、各相流动速度以及主管干度等诸多因素影响，对各影响因素开展研究可充分掌握两相流等干度分配特性。
本文针对两相流分配不均的问题，提出了基于时域分割原理的气液两相流等干度分配方法，按照时域分割法原理，设计了一种单入口双出口的转轮分配装置，新型分配装置可实现气液两相流工质在同一时间流入不同分支管路的空间分割，也可实现工质随时间变化和转轮的转动流入不同分支管路的时间分割，即为对时间分割法和空间分割法的优化改进。本文对新型分配装置运用计算流体力学(CFD)的方法进行数值模拟，建立分配装置的几何模型，对几何模型进行网格划分和内部流场研究，选择适合气液两相流流动问题数值模拟的求解方法，按照经验设定相关参数，展开不同气液折算速度下的两相流等干度分配研究，通过改变入口分相流模型的气液两相的折算速度，监测分配装置两支管出口截面的质量流量，经过计算得出两支路出口截面的干度、分流系数等相关关系；数值模拟过程中，同时对比研究分配器出入口的流型流态、体积含气率以及工质在内部的流动状态。
数值模拟在液相折算速度1-6m/s、转速90-300rpm范围内分析了单相流在分配器中流场分布及分配特性；在气相折算速度1-6m/s、液相折算速度0.1-0.5m/s范围内，自由流出口情况下，分析总结了气液两相流的分配特性。研究表明，应用时域分割法和分配装置，可基本控制单相分配偏差在3%以内；气相分流系数稳定分布在0.5左右，液相分流系数随折算液速的增大而增大，逐渐趋近0.5。当气相折算速度大于3m/s时，即主管路干度大于3.5%时，可基本控制分配器的干度偏差为5%左右，等干度分配效果良好。在利用本装置进行气液两相流分配时，液相折算速度的大小是影响分配效果的重要因素，液相折算速度值较低时，流动形式主要为气相携带液相，气液混合充分，分配效果优于高液相折算速度下的工况。
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