论文摘要：复杂管路系统气液两相流特性仿真研究

本文以复杂管路系统为研究对象，根据模块化建模与仿真思想，利用基于集总参数法的工程系统高级建模仿真平台AMESim软件建立其仿真模型，对液氮管路系统预冷、并联双管路管间脉动、水浴式汽化器汽化等汽液两相流过程的流动与传热特性、动态特性进行仿真研究，为相关汽液两相流管路系统的稳定运及行设计优化提供理论参考。

首先对AMESim两相流模型库中的压降元件、换热元件及其数学理论模型进行介绍，包括一般压降元件和特殊压降元件，以及单相流动换热和两相流动换热，并对元件相关参数的设置方法给出说明。

其次对某水平管路的液氮预冷过程进行仿真，获得了管路预冷过程的流动与换热参数分布变化情况，分析了入口压力和阀门开度对预冷结束时间及液氮消耗量的影响，并根据仿真优化设计模块给出了不同预冷速度权重下的影响参数最优解。

另外，搭建了加热并联双管路管间脉动仿真模型，得到了管间脉动产生时单支管内各参数的脉动特性及两支管间的脉动关系，研究分析了系统压力、入口管阻、总质量流量、加热功率等因素对脉动不稳定性的影响,并提出了消除或减弱管间脉动的措施建议。

最后对某水浴式汽化器液氮汽化过程进行建模仿真，入口管长为1.5m时，给出了系统及分流总管流动与换热参数分布变化情况，并对各支管入口位置参数脉动振幅进行比较，发现1号支管的脉动情况最剧烈。当入口管长为3m时，发现入口管段流体呈明显的间歇流特征，对此时系统及支管汽液两相特性进行对比分析研究。利用PDF方法对两种管长时流型进行识别，并对流体压力和温度参数进行FFT处理获得其振动频谱。

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