周云龙 田 敏 王 迪

(东北电力大学能源与动力工程学院)

微通道以其高效及灵活等优点被广泛应用于微化工、石油、能源及环境等行业中[1～3]。国内外学者对直微通道内的气液两相流流型进行了大量的研究，Triplett K A等实验研究了内径为1.10mm的圆形微通道与当量直径为1.09mm的半三角形微通道内的空气-水两相流动，观察到气泡流、扰动流、弹状流、弹状-液环流和液环流[4]；Zhang P和Fu X对内径为0.531mm的圆形微通道内竖直向上流动的氮气-液氮两相流流型进行了实验研究，除观察到气泡流、弹状流、扰动流和液环流外，还发现有限制气泡流、雾状流和气泡浓缩摆动流[5]。但国内外关于弯曲微通道内气液两相流的研究几乎没有。紧凑型微小型热交换器[6]的弯曲处气液分配不均会导致传热恶化；微化工反应器[7]内流体的混合主要靠分子扩散，混合微通道设计成弯曲状对提高混合效率有很大作用。基于弯曲微通道的优点，Kumar V等对直径为0.5mm、不同曲率比的T型和Y型进口下弯曲微通道内的气液两相流进行了数值模拟[8]，但该研究只局限于Taylor流，且研究的正确性缺乏相关实验证明。Donaldson A A等利用高速摄像仪研究了曲率比为6的水平多U型蛇形管内的气液两相流，发现弯头内的二次流既分裂成大长气泡又聚合成小气泡，但没有研究其他曲率比下的气液流动特性[9]。

笔者以空气和水为工质，研究不同曲率比下正方形截面为0.8mm×0.8mm的弯曲微通道内的气液两相流，希望能对合理设计微型换热器和微化工混合器的气液流动分布结构、保证微通道内优异的传热传质特性提供理论指导和技术支撑。……