楊利民, 馮 妍, 呂金萍, 王 紅

(1. 常州大學(xué)石油化工學(xué)院, 江蘇 常州 213164; 2. 常州大學(xué)石油工程學(xué)院, 江蘇 常州 213164)

氣液兩相流在180°彎頭上T形管處相分離的實驗研究

楊利民1,*, 馮 妍1, 呂金萍1, 王 紅2

(1. 常州大學(xué)石油化工學(xué)院, 江蘇 常州 213164; 2. 常州大學(xué)石油工程學(xué)院, 江蘇 常州 213164)

利用180°彎頭上的T形管考察氣液兩相流的相分離行為，以加深對兩相流在T形管處相分離機理的理解。以空氣和水為兩相流工作介質(zhì)，在鼓泡流和環(huán)狀流條件下，入口主管分別以垂直向上和垂直向下2種方式放置，通過改變氣液入口流型和流速，考察了180°彎頭上T形管處合力的大小和流型的變化，測定了該處的相分離數(shù)據(jù)。 實驗結(jié)果表明：入口主管垂直向上時，在鼓泡流條件下，氣體主要受液體的浮力作用，液相主要受重力作用，側(cè)支管以氣相采出占優(yōu)，增加氣液流速對氣相采出不利；而在環(huán)狀流條件下，液體離心力占主導(dǎo)地位，側(cè)支管以液相采出占優(yōu)為主，氣液兩相流速增加對相分離有利；主管垂直向下時，在環(huán)狀流條件下，以液體向下的離心力和重力占主導(dǎo)地位，側(cè)支管中液相采出占優(yōu)，增大氣體流速或者液體流速，不利于液相在側(cè)支管的采出。利用T形管處的合力大小、入口流型和兩相入口動量能有效解釋相分離結(jié)果的變化規(guī)律。

氣液兩相流；180°彎頭T形管；離心力；相分離；流型

0 引 言

20世紀50～60年代，人們發(fā)現(xiàn)氣液兩相流流經(jīng)T形管后，兩相在2個分支出口管內(nèi)的分布總是不均勻的，這種兩相流在T形管處的相分離現(xiàn)象會對T形管下游設(shè)備的性能造成難以預(yù)計的影響[1]。因此，此后一段時間廣泛開展了這種兩相流在T形管處相分離的研究，主要以實驗研究為主，采用黑箱方法，研究相分離與實驗條件的關(guān)系，獲得了大量的實驗數(shù)據(jù)[2]，同時做了一些模型化探索[3-5]。

對T形管內(nèi)兩相流相分離機理的理解方面，早在1954年，McNown[6]就報道了單相流體流經(jīng)T形管時的流體分配關(guān)系，認為從側(cè)支管采出的流體來自于主管截面上最靠近側(cè)支管的那部分流體，Azzopardi和Whalley[3]、Shoham等[4]以及Yang等[5]沿用了McNown的想法，認為兩相流在T形管處的相分離機理為幾何分割，即在主管截面最靠近側(cè)支管處，切割出一塊，在其內(nèi)的流體，全部流向側(cè)支管，由此形成幾何分割模型。然而大部分的實驗結(jié)果與此模型并不相符。Shoham等認為兩相在轉(zhuǎn)向側(cè)支管時，由于圓弧運動而出現(xiàn)離心力，而兩相物性的差異會造成不同的離心力，從而有兩相不同的幾何分割，進而對幾何分割模型進行修正。即便如此，許多實驗數(shù)據(jù)也無法用這一修正的幾何分割模型來模擬。許多研究者[6-8]也進行了類似的修正，但其模型也只是與部分實驗結(jié)果相符。這表明相分離機理的這種幾何分割理解是片面的。Seeger等[9]通過對實驗數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)得到經(jīng)驗?zāi)Ｐ停仓荒芫窒抻谝欢ǖ膶嶒灄l件，不能被廣泛采用。另一種模型方法是兩流體模型[10-12]，對各相流體建立運動方程，利用已知邊界條件進行計算機數(shù)值求解。由于一方面兩相流的界面條件較為復(fù)雜，容易使模型簡化和計算出現(xiàn)問題，另一方面對相分離機理認識的誤區(qū)，也使模型簡化走入誤區(qū)，甚至過于理想化，所以其模型和模擬結(jié)果與實際還有不小的差距。

根據(jù)牛頓第二運動定律，對于流體而言，外力的矢量和等于動量流率的增加[13]。據(jù)此仔細分析兩相流在T形管處的流動，發(fā)現(xiàn)流體流向側(cè)支管的根源是突然出現(xiàn)的側(cè)支管方向的壓差力。而在這種壓差力作用下在主管截面上具有速度分布和空間分布的兩相流體流動行為的差異才造成了相分離。為了探索不同外力條件下兩相流在T形管處相分離的機理，本文利用180°彎頭對流體提供一定的離心力，將T形管設(shè)置在180°彎頭上，并以密度相差較大、便于觀察、清潔易得的空氣-水為氣液兩相流動介質(zhì)，以體現(xiàn)重力(或浮力)的差別，通過改變180°彎頭放置方式、入口流型和氣液流速，改變180°彎頭上T形管內(nèi)流體受力的構(gòu)成和大小以及兩相的入口動量大小，研究其對相分離的影響。

1 實驗部分

1.1 180°彎頭的T形管形狀與結(jié)構(gòu)

實驗中，T形管采用如圖1所示的180°彎頭上的T形管，T形管的側(cè)支管(Branch)位于回彎頭中心線上，180°彎頭的管中心線曲率半徑為25mm，管內(nèi)徑為10mm。放置方式分別為入口主管(Inlet Tube)垂直向上和垂直向下2種，以彰顯離心力和重力/浮力的作用。

圖1 180°彎頭上的T形管示意圖

1.2 實驗流程及操作

圖2為主管垂直向上放置時裝置實驗流程示意圖。空氣從空氣壓縮機1排出，進入緩沖罐2，流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計6計量后，進入混合器7。水由離心泵4從水槽3中抽出，流經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計5計量后，也進入混合器7。氣液兩相在混合器7中混合后，流向180°彎頭，混合物通過180°彎頭T形管被分流。一部分流入向上側(cè)支管的氣液混合物經(jīng)過旋風(fēng)分離器9進行分離，空氣經(jīng)過濕式流量計10計量后排入大氣，水則用計量槽13進行計量。另一回流支管(Return Tube)流出的混合物進入緩沖罐11，氣體從罐11的頂部排入大氣，水從底部流入水槽12。空氣在緩沖罐2內(nèi)的表壓始終維持在0.1MPa，空氣溫度維持在25±2℃。為使進入180°彎頭8前的流型充分發(fā)展。混合器7到180°彎頭8之間的距離為管徑的280倍。

1-壓縮機；2-儲氣罐；3-水槽1；4-離心泵；5-液體流量計；6-氣體流量計；7-混合器；8-180°彎頭T形管；9-旋風(fēng)分離器；10-濕式流量計；11-緩沖罐；12-水槽2；13-水槽3；14-壓力表

主管垂直向下放置時流程圖中混合器7位置提高，氣流從混合器頂部進入，液體由泵輸送水平方向進入混合器，向下的管路與180°彎頭入口主管連接，彎頭底部側(cè)支管出口與緩沖罐11相連，回流支管與旋風(fēng)分離器9連接，其余部分與主管垂直向上放置時相同。

1.3 實驗流型及實驗點的選取

圖3為Taitel等人[14]的垂直向上管道中氣液兩相流的流型圖。橫坐標為氣體表觀速度，縱坐標為液體表觀速度。因本實驗所用管內(nèi)徑為10mm，與此流型圖對應(yīng)的管徑30mm不同，所以特別考察了本實驗條件下的空氣-水兩相流流型，發(fā)現(xiàn)氣速在等于或大于6.75m/s時便出現(xiàn)環(huán)狀流，其他流型區(qū)與原圖基本一致。在條件允許的情況下，本實驗在鼓泡區(qū)和環(huán)狀流區(qū)設(shè)計了實驗條件點(見圖3)，前者氣液兩相流動速度相近，后者氣速遠高于液速，以考察兩相流入彎頭和T形管時流型和原始動量差別對相分離的影響。圖3中，鼓泡流的氣體流速分別是0.0143、0.0224和0.0430m/s，液體流速分別是0.187、0.288和0.389m/s；環(huán)狀流氣體流速分別是7.486、10.19和12.90m/s，3組液體流速同上。

圖3 Taitel等人[14]的垂直向上管道中氣液兩相流型圖

根據(jù)Barnea等人[15]得到的主管垂直向下時氣液兩相流的流型圖，在實驗條件允許的情況下，本實驗選取的實驗點為環(huán)狀流，氣體流速分別是4.78、6.95和9.11m/s，液體流速分別是0.187、0.288和0.389m/s。實驗觀察到這些條件下的實際流型也為環(huán)狀流。

2 實驗結(jié)果與討論

入口主管垂直時180°彎頭的放置方式有入口主管垂直向上和主管垂直向下2種方式。T形管處的相分離主要受到管道截面上的相分布(即流型)以及各相合力作用的影響。

垂直管道中兩相流的流型有多種形式，如鼓泡流、環(huán)狀流等。流型變化時，兩相流體在管截面的構(gòu)造發(fā)生了變化，而且各相的動量也發(fā)生了變化。當氣液兩相為鼓泡流時，氣體以較小的氣泡形式漂浮在液相中，與液相一起向前流動，氣液兩相的實際流速相差不大，而且氣泡容易向管中心聚集，以避免管道壁面的阻滯，但由于密度的差異，液體的動量大于氣體的動量。在環(huán)狀流時，氣體夾帶著少量液滴在管子中心高速流動，大部分液體在管道壁面的周圍被氣流攜帶流動。因液體在壁面上有動量損失，氣體動量大于液體動量。這些都會對兩相在彎頭處T形管上的相分離產(chǎn)生很大影響。

分析兩相流在180°彎頭上T形管處的受力情況，可以發(fā)現(xiàn)側(cè)支管方向的力，除了壓差力外，對氣體而言還有離心力、重力和/或浮力。單位體積氣體的離心力可以用下式計算，

而重力為，

單位體積氣泡在液體中的浮力可以用下式計算，

式中：ρG為氣體密度，uG為氣體實際流速，r為流道曲率半徑，g為重力加速度。

從鳳凰山頂向下望去，眼前巍巍石牌矗立，浩浩江水奔流。十時整，穿著筆挺將官軍裝的師長胡璉，親率師部人員登上鳳凰山巔，這位年輕將軍虔誠地跪拜在高山之巔、蒼天之下。

而對于液體主要有離心力和重力，將液體的密度和液體實際流速代入(1)、(2)式中即可算得。

這些力在側(cè)支管方向的合力對兩相流在彎頭上T形管處的相分離至關(guān)重要。

2.1 主管垂直向上

2.1.1 入口流型的影響

圖4顯示了入口主管垂直向上時入口流型對相分離的影響。此時，鼓泡流和環(huán)狀流的氣體流速分別為0.043和10.19m/s，液體流速均為0.288m/s。圖中縱坐標為液相在側(cè)支管的采出分率(液相采出分率)，即液相流入側(cè)支管的質(zhì)量與入口主管中液相總質(zhì)量之比，橫坐標為氣相采出分率，即側(cè)支管與主管中氣相質(zhì)量之比，對角線為兩相均勻分布線，即兩相流經(jīng)T形管后，2個出口的各相濃度與入口一致，無任何相分離。由圖4可見，2種流型下的相分離現(xiàn)象出現(xiàn)了根本性的區(qū)別。鼓泡流時，相分離數(shù)據(jù)全部落在均勻分布線的下方，說明氣相采出占優(yōu)。并且在氣相采出分率較小時，數(shù)據(jù)點落在橫坐標上，說明從側(cè)支管流出的全是氣體，沒有液相采出。而環(huán)狀流時，數(shù)據(jù)點絕大部分落在均勻分布線的上方，只有當采出分率在80% 左右時部分數(shù)據(jù)點落在均勻分布線下方，說明隨著采出分率的增加，先是液體采出占優(yōu)，隨后氣相采出略占優(yōu)勢，最后還是液相采出占優(yōu)。

圖4 主管垂直向上時流型對相分離的影響

引起這種不同相分離現(xiàn)象的主要原因是彎頭處流體所受合力的不同。在鼓泡流時，當氣泡流入彎頭時所受的浮力、重力和離心力之比約為9810∶19.6∶ 7.2，而隨氣泡一起流動的液體的重力和離心力之比為9810∶3317。此時氣泡受到的浮力遠大于它所受的重力和離心力，液體所受的重力卻大于離心力，從而使氣泡在合力作用下更容易從彎頭頂部的側(cè)支管中流出，而液體在彎頭處更多受重力支配，大部分折彎后向下往回流支管流動。所以此時氣相采出占優(yōu)，而且相分離程度也較大，甚至在采出分率很小時，側(cè)支管只有氣體流出。圖5(a)為圖4中鼓泡流時相分離數(shù)據(jù)點a處的T形管內(nèi)流型變化情況:主管中由一串一串的氣泡構(gòu)成的鼓泡流，在彎頭處氣泡聚集長大后，在浮力作用下突破液體阻力進入側(cè)支管，在側(cè)支管中以接近攪拌流(Churn)或環(huán)狀流的方式流出側(cè)支管；而小部分氣體受T形管后角切割并被液體主體攜帶流到彎頭后部的頂端，稍作停留，被波動的液體帶離回流支管。

圖5 主管垂直向上時彎頭處流型的變化

在環(huán)狀流時，管中心氣流中液滴的流速很大，其單位體積流體的離心力與重力比約為3 240 000∶9810，離心力是重力的330倍；氣體的離心力與重力比為8306∶19.6；盡管壁面液膜的離心力要小很多，但這部分液膜的離心力依然比重力大了數(shù)十倍。當液膜流向彎頭時，在離心力作用下，更多液膜會高速沖向側(cè)支管流入口，并在剪切力作用下將部分氣流以小氣泡方式卷入側(cè)支管口；這部分流體在側(cè)支管壓差力作用下流入側(cè)支管，其中側(cè)支管入口的大量小氣泡會間歇性聚集成一個子彈型大氣泡，并在浮力作用下逃離這個液體高速旋流區(qū)。另一方面，高速氣流會將彎頭下部的部分液膜吹成小液滴，這些液滴一部分在離心力作用下與液體主體碰撞后進入側(cè)支管，另一部分液滴隨高速氣流流向回流支管，回流支管中的流型為環(huán)狀流，此時側(cè)支管中液體采出占優(yōu)。圖5(b)為此時的流型變化情況, 對應(yīng)的操作條件為圖4中環(huán)狀流時相分離點b。而增加側(cè)支管的采出分率到一定程度后，進入側(cè)支管口的高速氣流增加。側(cè)支管中心氣體為連續(xù)相，液體大多為液滴，在離心力和原有動量作用下，這些液滴大多會沖向側(cè)支管后壁而成液膜；隨著液膜增厚，會間歇性掉落，被流向回流支管的氣流帶入回流支管。相對而言，有稍多的氣體進入了側(cè)支管，造成了采出分率在80%左右時的氣相采出占優(yōu)。進一步提高側(cè)支管的采出分率，會將側(cè)支管后壁的液膜也全部帶入側(cè)支管，而部分氣流依然能在回流支管內(nèi)流暢流動，所以此時又恢復(fù)到液相采出占優(yōu)。

根據(jù)以上相分離實驗結(jié)果分析得出的規(guī)律，可以分析入口主管垂直向上時其他流型條件下相分離的規(guī)律性。在分散鼓泡流(Dispersed Bubble)時，氣泡的浮力依然占優(yōu)，氣泡會在彎頭頂部聚集，側(cè)支管內(nèi)依然是氣體采出占優(yōu)。但由于液體流速更大而氣泡更小，使氣泡聚集更難，從而消弱這種氣體采出的優(yōu)勢，所以這種流型下，氣體采出占優(yōu)，但相分離程度減小。而圖 3中其他的2種流型均為間歇性流型，可以期望柱塞流(Slug Flow)時，由于管中心處較鼓泡流時有更大的氣泡和更多的氣柱，氣相依然可以優(yōu)先從側(cè)支管采出。在攪拌流(Churn)流型下，氣體的浮力和液體的離心力之間的競爭會比較激烈，給哪一相優(yōu)先采出帶來不確定性，需要用實驗進一步驗證和考察其相分離的具體情況。

2.1.2 氣體流速的影響

圖6為主管垂直向上鼓泡流時氣體流速對相分離的影響。此時液體流速均為0.288m/s。由圖可知：所有數(shù)據(jù)點都在對角線下方，說明都是氣相采出占優(yōu)；隨著氣體流速增加，相分離數(shù)據(jù)更靠近兩相均勻分布線，說明相分離程度下降，分離效果變差。由圖還可以看出，在采出分率較小時，相分離數(shù)據(jù)落在橫坐標上，說明此時沒有液相采出，側(cè)支管中流出的全是氣體，回流支管中流出的是氣液混合物。同理當氣相采出分率為100%時，側(cè)支管中流出的是全部的氣體和部分液體，而回流支管中沒有氣體、只有部分液相流出。而隨著氣體流速的增加，氣相和液相分別單獨流出側(cè)支管和回流支管的操作范圍變窄。這種現(xiàn)象的原因是：在鼓泡流時增加氣速，往往氣泡數(shù)增加，并增加了兩相的波動頻率，給氣泡在彎頭頂部的聚集增加了難度，從而使得相分離更加困難。

圖6 主管垂直向上鼓泡流時氣體流速對相分離的影響

圖7 主管垂直向上環(huán)狀流時氣體流速對相分離的影響

2.1.3 液體流速的影響

圖8為主管垂直向上鼓泡流時液體流速對相分離的影響。此時氣相流速為0.043m/s。由圖可知：所有數(shù)據(jù)點都在對角線下方，氣相采出占優(yōu)；隨著液體流速的增加，數(shù)據(jù)點逐漸靠近兩相均勻分布線，說明液體流速增加導(dǎo)致相分離效果變差。這主要是因為液體流速增大，一方面氣泡變小，分散更均勻，另一方面液相在彎頭處的離心力更大，這些因素不利于氣泡在彎頭頂部的聚集和在側(cè)支管的優(yōu)先采出，從而使分離效果變差。

圖9為主管垂直向上環(huán)狀流時液體流速對相分離的影響。此時氣相流速為10.19m/s。由圖可見，數(shù)據(jù)點都呈倒S形排列，數(shù)據(jù)點先是遠離均勻分布線，隨后慢慢靠近均勻分布線，這時液相采出占優(yōu)，當氣相采出分率為70%～90%之間時，數(shù)據(jù)越過均勻分布線，變成氣相采出占優(yōu)，當氣相采出分率大于90%時，又變成液相采出占優(yōu)。而且液體流速越大，相分離數(shù)據(jù)點越是遠離兩相均勻分布線。說明在這個流型下，加大液體流速加大了液體在彎頭處的離心力，總體上有利于兩相分離。

圖8 主管垂直向上鼓泡流時液體流速對相分離的影響

圖9 主管垂直向上環(huán)狀流時液體流速對相分離的影響

2.2 主管垂直向下

2.2.1 氣體流速的影響

圖10為主管垂直向下環(huán)狀流時氣體流速對相分離的影響。此時液相流速為0.187m/s。由圖可見:所有數(shù)據(jù)點都落在兩相均勻分布線上方，并離該線較遠。說明此時是液相采出占優(yōu)，相分離程度較高。同時，氣體流速越大，相分離數(shù)據(jù)離兩相均勻分布線越近。說明此時增加氣速，相分離效果變差。圖11為觀察到的圖10中相分離數(shù)據(jù)c點的彎頭附近兩相流動現(xiàn)象，此時液相流速0.187m/s，氣相流速6.95m/s。在垂直向下主管中的環(huán)狀流一旦流到彎頭處，由于彎頭處液體向下的離心力和重力占主導(dǎo)，液膜高速流向側(cè)支管，在剪切力作用下部分氣流被液體卷入側(cè)支管，并以氣泡形式在側(cè)支管口形成氣泡分散環(huán)流區(qū)，部分小氣泡會被液體間歇性帶出側(cè)支管；而在彎頭上部，高速氣流會將部分液膜吹成液滴，帶入回流支管，并以環(huán)狀流流出。隨著氣體流速的增加，液膜速度也加快，會在氣泡分散環(huán)流區(qū)帶入更多的氣泡，而且會有更多的小氣泡被液體帶出側(cè)支管；另一方面，氣速增加，高速氣流會將更多的液膜吹成液滴，從而有更多的液體隨高速氣流流入回流支管，因此不利于液相在側(cè)支管的優(yōu)先采出。

圖10 主管垂直向下環(huán)狀流時氣體流速對相分離的影響

圖11 主管垂直向下環(huán)狀流時彎頭處的流型變化情況

2.2.2 液體流速的影響

圖12為主管垂直向下環(huán)狀流時液體流速對相分離的影響。此時氣相流速為6.95m/s。由圖可見：大部分相分離數(shù)據(jù)在兩相均勻分布線的上方，以液相采出占優(yōu)為主。而且液體流速越大，相分離數(shù)據(jù)反而離兩相均勻分布線越近。這與上文對力的作用的解釋是不相符的。觀察到的實驗現(xiàn)象與圖11相似，增加液體流速，液膜流速和氣速都會加快，會有更多氣體被液體卷入側(cè)支管口的氣泡分散環(huán)流區(qū)，也會有更多的液滴被高速氣流吹起，從而使兩相分離效果變差。

圖12 主管垂直向下環(huán)狀流時液體流速對相分離的影響

3 結(jié) 論

以空氣和水為氣液兩相介質(zhì)，利用180°彎頭上T形管分配氣液兩相流，在鼓泡流及環(huán)狀流2種流型下改變氣液流速，研究流體受到離心力、壓差力以及重力(或浮力)等合力作用時對相分離的影響。得出如下結(jié)論：

(1) 側(cè)支管方向的合力和兩相流入口流型以及入口動量是影響兩相流在T形管處相分離的最主要因素，其中各相側(cè)支管方向合力的大小決定該相是否優(yōu)先從側(cè)支管采出；

(2) 主管垂直向上時，在鼓泡流條件下，氣體主要受液體的浮力作用，液體主要受重力作用，側(cè)支管中氣相采出占優(yōu)，隨著氣相和/或液相流速增加，相分離程度變差；在環(huán)狀流條件下，液體離心力占主導(dǎo)地位，側(cè)支管中以液相采出占優(yōu)為主，氣液流速的增加對兩相分離有利；

(3) 主管垂直向下時，在環(huán)狀流條件下，液體向下的離心力和重力占主導(dǎo)地位，向下的側(cè)支管中以液相采出占優(yōu)為主。由于彎頭處高速液體將部分氣體卷入側(cè)支管口的氣泡分散環(huán)流區(qū)以及高速氣流將部分液膜吹成小液滴帶入回流支管，氣相和/或液相流速增加，不利于兩相分離。

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(編輯：楊 娟)

Experimental investigation on phase split of gas-liquid two-phase flows at a T-junction on a 180° return bend

Yang Limin1,*, Feng Yan1, Lyu Jinping1, Wang Hong2

(1. School of Petrochemical Technology, Changzhou University, Changzhou Jiangsu 213164, China; 2. School of Petroleum Engineering, Changzhou University, Changzhou Jiangsu 213164, China)

In order to explore the phase split mechanism of two-phase flow at T-junction, a T-junction on a 180°return bend was employed to provide additional forces, such as centrifugal, gravitational and/or buoyant forces when two-phase mixture flows passing through it. The factors, such as the resultant force at the branch direction, inlet momentums of the two phases, and inlet flow patterns at the phase separation were investigated experimentally. Using air and water as two working fluids, the inlet flow patterns for the two-phase flows were set as bubble and annular flows, respectively, and the inlet tube for the bend was placed vertically upward or downward. The phase split data were measured under varying the inlet flow pattern and gas and/or liquid velocities and the flow pattern transition around the bend and at the T-junction was carefully examined. The results show that under the condition of vertically upward inlet tube and the bubble flow pattern, the gas is mainly subjected to buoyant force and the liquid to gravitational force. Thus gas takes off preferentially under the condition of the branch. Increasing gas or liquid velocity is harmful to the gas take-off. Whereas at vertically upward inlet tube and annular flow, the liquid is mainly subjected to centrifugal force, and thus the liquid preferentially takes off from the branch. Increasing gas or liquid velocity is beneficial to the liquid take-off. In the case of vertically downward annular flow, liquid is mainly subjected to downward centrifugal and gravitational forces, thus liquid preferentially takes off from the branch. Increasing gas or liquid velocity is

harmful to the liquid take-off since the bubbles entrained in the liquid flow in the branch are increased and the liquid drops generated by the gas core at the bend are also increased. That which phase preferentially takes off depends mainly upon the resultant force at the branch direction. The phase split phenomena can be explained by analyzing the resultant forces, the flow pattern, and the momentums of the two phases at the T-junction.

gas-liquid two-phase flow;T-junction on 180° bend;centrifugal force;phase split;flow pattern

1672-9897(2015)03-0047-07

10.11729/syltlx20140073

2014-06-30;

2014-09-21

國家自然科學(xué)基金(51306023)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目

YangLM,FengY,LyuJP,etal.Experimentalinvestigationonphasesplitofgas-liquidtwo-phaseflowsataT-junctionona180°returnbend.JournalofExperimentsinFluidMechanics, 2015, 29(3): 47-53. 楊利民, 馮 妍, 呂金萍, 等. 氣液兩相流在180°彎頭上T形管處相分離的實驗研究. 實驗流體力學(xué), 2015, 29(3): 47-53.

TQ021.1

A

楊利民(1962-)，男，江蘇武進人，博士，副教授。研究方向：多相反應(yīng)與分離。通信地址：江蘇省常州市科教城常州大學(xué)石油化工學(xué)院(213164)。E-mail：lyang@cczu.edu.cn

*通信作者 E-mail: lyang@cczu.edu.cn