气液混输管线在实际运行中总是处于瞬变流动状态,入口气液流量变化较频繁.研究气液两相流管线的瞬态过程具有重要意义,瞬态两相流技术也有广阔的应用前景.本文从数值模拟和实验两方面对瞬态流动过程进行了深入的研究.以双流体模型为基础,建立了一个适用于各种流型的瞬态两相流模型,采用段塞流特征分析法判别流型;通过变量组合改进数学模型,利用模型方程的特征值和左特征向量将偏微分方程组转化为常微分方程组,并采用奇异值分解法求解病态方程组,算法的收敛性和稳定性很好.计算值和实验值的比较结果表明,根据上述模型和算法编制的程序能够较好地预测气液流量瞬变过程中的压力和含气率的变化.通过模拟研究了气量和液量瞬变过程各参数的流动规律,并研究了气量和液量波动对气量突增过程的影响.在原有实验装置的基础上,配备了高速数据采集系统,采用国内外先进快速反应测试仪器,建立了大型多相流瞬态实验系统.文中还研究了流量变化过程其它重要特性:(1)气量突增导致管路出口液量出现较大峰值,气量突降使出口液量变化出现谷值.而液量突变过程的出口液量随时间单调变化,逐渐趋于稳态值.(2)气量突增过程中,含气率沿线分布的变化可分为三个阶段,显示出瞬态过程不同于稳态的特征;(3)瞬态过程空隙波的发展过程确定管线再次达到稳定的时间,它与含气率变化幅度和空隙波波速有关.