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气液两相流广泛存在于工业生产过程中,由于两相之间的相互作用,使得两相流系统的流动特性十分复杂,流型作为两相流流动特性的重要参数,一直是两相流研究的重点。本文利用超声波无损检测技术对气液两相流流动特性进行了研究,具体研究内容和成果如下:利用Wave2000Plus超声波仿真软件建立仿真模型,仿真分析在不同半径气泡下运用反射法和透射法得到的回波信号和透射后剩余信号,结果表明:管道内水中气泡的回波信号幅值正相关于气泡半径,远离发射源管壁面回波信号以及透射后剩余信号的幅值负相关于气泡半径,并得出反射法中以壁面回波信号幅值为特征量,透射法中信号衰减比为特征量用于气液两相流流型识别的研究。搭建了垂直管道气液两相流超声波实验系统,通过调节控制气相和液相的流量在垂直管道内形成稳定的泡状流、弹状流、环状流,在各流型下利用系统分别采集反射法和透射法得的超声波信号和管内图像。最后对两种方法采集到的信号进行对比分析和概率密度分布计算,结果表明:(1)反射法:当流型为泡状流时,气泡回波信号的幅值正相关于气泡半径,远离发射源管壁面回波信号的幅值负相关于气泡半径,经概率密度分布计算后,以该壁面回波信号幅值为特征量的样本分布在较高幅值范围内,并随着气泡的增大,样本分布范围向低幅值延伸。当流型为弹状流时,该壁面回波信号呈周期性出现,一部分样本分布在极低幅值范围内,另一部分分布在较高幅值范围内。当流型为环状流时,样本分布在极低幅值范围内。(2)透射法:当流型为泡状流时,透射后剩余信号的幅值负相关于气泡半径,经概率密度分布计算后,以衰减比为特征量的样本分布在低衰减比范围内。当流型为弹状流时,样本出现两种分布,一部分分布在高衰减比范围内,另一部分分布在低衰减比范围内。当流型为环状流时,样本分布在高衰减比范围内。两种方法都能识别垂直管道内气液两相流流型,相比较于反射法,透射法实际应用更为简单,最后利用衰减比得出了流态图。