管道内段塞流

几何诱导低流速发生

在低表观流速下,管道几何结构可诱导产生近似周期性的段塞流,其上游起始由倾角调控,而中下游段塞频率基本一致,湍动能耗散主导能量消耗。

Gu, Fadong · Jin, Yubo · Ding, Guangxin · 张德胜 · 尹俊连 · Kim, Hyoungbum

International Journal of Heat and Mass Transfer 2026

参数信息

表观气相速度
0.2 m/s
表观液相速度
0.1 m/s
倾角范围
5 °
倾角范围
20 °

技术优势

能预测上游段塞起始

通过拉格朗日段塞追踪,定量给出了倾角增大时上游段塞频率和液位波动幅度的变化,可直接用于管线入口段的风险评估。

知道能量耗在哪里

能量收支分析表明,各阶段和倾角下湍动能耗散均占主导,且高倾角下尾部与近壁区耗散更强,加速段塞衰减。

能给出倾斜管段的优化方向

发现中下游段塞频率在不同倾角下基本相同,说明倾角主要影响上游起始,这为管道倾角优化和抑制措施布置提供了直接依据。

能揭示段塞衰减机制

高倾角下更强的回流和剪切层增厚促进尾部与近壁区耗散,使段塞衰减加快、消亡位置向下游移动。

应用场景