陈 婧，许克军，刘小锋，孟 佳，梁法春

(1.中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580；2.中国石油 天然气销售分公司 新疆分公司，新疆 乌鲁木齐 830002；3.华油汇博普科技股份有限公司，北京100088)

引 言

气液螺旋涡流为具有轴向速度分量的旋涡流动，可通过在气液两相流管内安装起旋器诱发产生[1]。在起旋器引发的离心力作用下气液相重新分布，形成液膜紧贴管壁、中间为气芯的环状流型。气液螺旋流具有强化分离、传热、携带等独特性能，在工业上应用广泛[2-3]。如在天然气生产领域，能够显著降低携液的临界气速，有利于排出积液，提高输送效率[4]；在换热器设计领域，螺旋涡可增强冷热流体的掺混，有利于在壁面上形成连续液膜，强化传热效果，防止传热恶化[5]。近年来，研究者甚至尝试将螺旋涡流应用于防止冰堵，实现水合物浆体输送领域[6]。

通过起旋器形成的气液两相螺旋涡流液膜厚度是表征螺旋流特征的重要参数，直接影响螺旋流工作效果。当前关于气液螺旋流研究多通过数值模拟或高速摄像来记录螺旋流演化形态，液膜厚度的确定定量数据[7-9]。传统的电容、电导探针类方法可以测量气液两相流液膜厚度，但作为介入式测量方法会对流动产生干扰[10-11]。层析成像方法能够显示管截面气液相分布，且具有非介入优势，但需要在管外壁布置多组传感器阵列，需要复杂的图像重构算法，响应慢，难以实现实时显示[12-14]。而电容、电导类成像方法由于屏蔽效应难以用于金属管道。……