涌升管中的氣液兩相流研究.pdf

1、用人工方式將高壓氣體注入深層海水的垂直提升管中，運(yùn)用氣泡上浮所產(chǎn)生的拖拽力將富含營(yíng)養(yǎng)鹽的深層海水提升至海洋表層，對(duì)提高海洋基礎(chǔ)生產(chǎn)力有重大意義。該技術(shù)領(lǐng)域現(xiàn)有理論較為零散、簡(jiǎn)單，且在大管徑閉式注氣系統(tǒng)方面的研究工作尚未有效開(kāi)展。因此，研究管內(nèi)水下注氣技術(shù)中的關(guān)鍵參數(shù)如管參數(shù)和注氣參數(shù)等，來(lái)分析兩相流流型的變化及對(duì)提升量的影響就顯得尤為重要。
　　本論文的主要內(nèi)容如下:
　　第一章闡述了本課題的研究目的和意義。分別概述了人工氣

2、力上升流和管內(nèi)氣液兩相流的研究現(xiàn)狀，對(duì)兩相流流型發(fā)展和豎直管內(nèi)的氣液兩相流的分類也做了簡(jiǎn)單的概括。
　　第二章建立及完善了涌升管內(nèi)注氣提升系統(tǒng)的理論模型。本文首次對(duì)大管徑下的氣液兩相流進(jìn)行理論分析，在當(dāng)前的能量流數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上增加了含氣率參數(shù)和提升裝備結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的能量損失，重新計(jì)算得出了大管徑閉式注氣系統(tǒng)的提升曲線，同時(shí)也對(duì)開(kāi)式、小管徑和大管徑閉式注氣系統(tǒng)在相同注氣量情況下的提升量做了比較。
　　第三章研究了涌升管結(jié)構(gòu)參數(shù)與

3、液體提升量之間的關(guān)系。運(yùn)用FLUENT進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了水下注氣提升量隨著涌升管的直徑、注氣口的水下深度和注氣流量的增大而增大，隨著涌升管長(zhǎng)度的增大反而減小，其中，注氣量的增加在提高提升量的同時(shí)，使提升幅度減小。另外，通過(guò)研究管內(nèi)結(jié)構(gòu)對(duì)涌升流流量的影響發(fā)現(xiàn)，增加障礙物之后，管內(nèi)明顯形成了強(qiáng)烈的湍流，雖然這使湍流耗散的能量增加了，但同時(shí)顯著增加了液體的提升量。
　　第四章研究了涌升管中氣相含氣率對(duì)氣液兩相流流型的影響。通過(guò)對(duì)涌升管