在自建的冷态横流-旋流喷雾两相掺混系统实验台上,采用PIV测量了掺混通道内气液两相掺混过程中液滴群的运动特性,获得了掺混流场中不同位置的液滴分布图像与流场结构特性。实验段结构为方腔（横截面尺寸为95mm×95mm）,喷嘴采用空心锥形雾化喷嘴。对影响掺混效果的主要参数（横流速度、喷嘴雾化压力、喷嘴雾化粒径）进行了详细研究,绘出了最佳掺混效果下各参数关系曲线。掺混过程主要受不同尺度的旋涡结构影响,液滴多富集于旋涡边缘,稳定的大尺度涡不利于掺混。提高掺混效果的途径即是避免流场中出现稳定的大尺度旋涡结构,采用喷嘴前倾布置、增加喷嘴个数、确定合适的横流速度均是提高掺混效果的有效途径。分析方法与研究结果为工程实际应用中掺混室结构的设计及掺混性能的改进提供了依据和参考。

两相流的压差波动过程包含了关于流动的大量信息,是实现流动监测与控制的重要研究内容.该文研究了U形管垂直上升段空气-水两相流压差波动过程的统计和分形特征,着重分析了压差波动过程的均值、均方根、分维数随折算气速和液速的变化规律.结果表明这些特征参数都与流型有密切的联系,但据此识别流型缺乏实用性.均方根在低液速下随气速的变化体现了流型的转变,高液速时则不明显.相关研究根据概率密度分布函数识别流型的方法不具有普适性.实验发现环状流区高气速时的压差波动分维数大于1.5,在其它流型内都小于1.5.同时,折算液速的大小强烈影响压差波动的混沌特性.

针对V锥流量计在测量湿气时产生的虚高问题,提出用V锥流量计的两相流量系数来进行修正。采用节流比为0.75的V锥,在压力为0.10～0.22MPa、气相流量为100～300m3.h-1、液相流量为0～0.08m3.h-1的实验条件下,研究了Lockhart-Martinelli（L-M）参数、压力及气体密度弗鲁德数对V锥两相流量系数的影响。结果表明,两相流量系数与L-M参数呈良好的线性关系,线性斜率受气体密度弗鲁德数和压力的影响。获得了两相流量系数与L-M参数、气体密度弗鲁德数和压力的拟合关联式,并建立了基于两相流量系数的湿气测量模型。在95%的置信水平下,新模型的气相流量测量相对误差小于±5%。

采用LevelSet方法和耦合袁面张力模型的Namer-Stokes方程，结合ALE数值算法，直接模拟了竖直通道内两个相邻气泡的上升。重点研究不同空间布置的8mm气泡对后面的尾迹流及其相互作用。数值模拟准确再现气泡对的变形、吸引及排斥行为，气泡上升速度计算结果与经验式吻合。模拟结果表明，两个气泡后面的尾迹流及其相互作用决定了上升气泡对的行为。并排上升的气泡对，由于尾流区被一个射流流动分隔，气泡对没有聚并；然而当垂直上升气泡对中的尾随气泡有超过50％的投影面积进入到前头气泡的尾流区，聚并现象发生。