]管內氣液兩相逆向流動檢測裝置100包含:供風部110、低位水箱120、排氣管200、供水部140、高位水箱150、檢測部(圖中未顯示)、數據采集部(圖中未顯示)以及數據處理部(圖中未顯示)。
[0021]供風部110包含:變頻高壓風機111、氣體穩壓箱112、整流格柵113、送風管114、第一溫度計115、流量計116和第一壓力計117。
[0022]變頻高壓風機111與氣體穩壓箱112的進口連接，以圖1中的方向看，氣體穩壓箱112的出口與送風管114的左端連接，整流格柵113安裝在送風管114左端的管內，第一溫度計安裝在氣體穩壓箱112上，用于測量氣體穩壓箱112內空氣的溫度，流量計116和第一壓力計117依次安裝在送風管114上，分別用來測量流量計處的空氣流量和空氣壓力。
[0023]變頻高壓風機111將空氣增壓后送入氣體穩壓箱112，氣體在氣體穩壓箱112內經膨脹降低速度以及繞隔板流動的阻尼效應后，消除了風機出口氣流脈動對氣體流量計116測量的不利影響。從氣體穩壓箱112出來的空氣進入送風管114，首先通過整流格柵113降低空氣的湍流度，然后從送風管114的右端進入低位水箱120。
[0024]以圖1中的方向看，低位水箱120的進氣口與送風管114的右端連接，低位水箱120的頂部安裝有第二壓力計122，第二壓力計122用于對流量計116處排氣流量進行壓力修正從而獲得排氣管200內實際的氣體容積流量。側面底部安裝有壓差液位計123，用于測量低位水箱內液體的第二液位，從而在氣液兩相逆流工況穩定的情況下，得到低位水箱120內液體的液位隨時間的增速，間接獲得排氣管200倒流到低位水箱120內的液體的流量。低位水箱120的底部設置有第二排水口 124，用于在一個倒流實驗工況結束后排出低位水箱120內的液體從而為下一倒流實驗工況提供容水空間。在本實施例中，低位水箱120為直徑為0.5m，高度為1.3m的圓柱形水箱。
[0025]以圖1中的方向看，排氣管200的左端與低位水箱120的出氣口連接。
[0026]供水部140包含:水箱141、水栗142、第二溫度計143和送水管144。
[0027]水箱141內盛裝有液體，與水栗142的抽水口連接，水栗142出水口與送水管144的一端連接，水栗142用于從水箱141內抽取液體，第二溫度計143設置在水箱141上，用于測量水箱141內液體的溫度。
[0028]在本實施例中，水箱141的容水量lm3。
[0029]高位水箱150包含:本體151、排氣口 152、進水口 153、壓力式液位計154、三個溢流管155、第一排水口 156以及透明觀察窗157。
[0030]排氣管200插入本體151側面的底部，空氣從排氣管進入本體151內，出氣口 152和進水口 153均設置在本體151的頂部，出氣口 152使得本體151內部與外界大氣相通，進水口 153與送水管144的另一端連接，用于將水栗142抽取的液體注入本體151內。
[0031]壓力式液位計154設置在本體151的側面底部，并且與排氣管200的軸心在同一高度上，用于測量排氣管200排氣口處的實際水位靜壓。三個溢流管155a、155b和155c均設置在本體151側面上，用于控制本體151內液面的高度。第一排水口 156設置在本體151的底部，用于在實驗結束后排出本體151內的液體，在實驗時保持關閉狀態。
[0032]在本實施例中，以地面為基準水平面，本體151的頂部距地面4.6m。三個溢流管155a、155b和155c與壓力式液位計154的距離分別為lm、2m、3m。透明觀察窗157的規格為0.6 X 0.6m的正方形。
[0033]透明觀察窗157設置在本體151的側面底部，通過透明觀察窗157可以看到以排氣管200的排氣口。在氣液逆向流動時用于觀察排氣管200排氣口處氣泡的形成和運動規律。
[0034]支架160用于支撐高位水箱150。
[0035]數據采集部用于采集第一溫度計115、流量計116、第一壓力計117、第二壓力計122、壓差液位計123、第二溫度計143和壓力式液位計154測量的數據。
[0036]檢測部用于檢測排氣管200內是否有液體流過，在本實施例中，排氣管200為透明有機玻璃管，使用者觀察排氣管200內是否有水倒流來獲得防止水倒流發生的最小臨界排氣速度，來實現檢測部的上述功能。
[0037]數據處理部根據第一溫度計115、流量計116、第一壓力計117、第二壓力計122、壓差液位計123、第二溫度計143、排氣管200的內徑和壓力式液位計154測量的數據基于預定規則得到排氣管200內倒流發生臨界氣速，以及不同排氣量對應的倒流水量，也即排氣管200內的氣液逆向流動特性規律。
[0038]本實施例中，高壓變頻風機111提供的氣體為空氣，水箱141提供的液體為水。本發明的管內氣液兩相逆向流動檢測裝置100的具體實施過程如下:
[0039]步驟1:開啟變頻高壓風機111，關閉第一排水口 156、第二排水口 124，打開其中一個溢流管155a，關閉另外兩個溢流管155b和155c，調節變頻高壓風機111到一定風量，使得本體151內有液體時不會在排氣管200內發生倒流，同時確認排氣口 152無異物遮擋，能夠與大氣正常相通。然后進入步驟2。
[0040]步驟2:開啟水栗142，向本體151內緩慢注入水，直至溢流管155a有水溢出。然后進入步驟3。
[0041]步驟3:逐漸減小變頻高壓風機111的排風量，觀察排氣管200內是否有水倒流發生，從而獲得倒流發生的最小臨界氣速。在穩定工況下，測量排氣管200內存在不同長度的滯留水時的實驗數據，即數據采集部采集第一溫度計115、流量計116、第一壓力計117、第二壓力計122、壓差液位計123、第二溫度計143和壓力式液位計154測量的數據。然后進入步驟4。
[0042]步驟4:減小變頻高壓風機111的排風量至一定值，使得本體151內的水倒流到低位水箱120內，數據采集部在穩定工況下采集發生倒流時的流動特性參數。打開第二排水口 124，放水至低位水箱120內水位至約0.1m左右，再關閉第二排水口 124。然后進入步驟5。
[0043]步驟5:繼續減小變頻高壓風機111的排風量，使得本體151內的水倒流到低位水箱120內，數據采集部在穩定工況下采集發生倒流時的流動特性參數。重復實驗步驟4和5，完成某一高位水箱液位高度下的所有氣液逆向流動特性實驗，然后進入步驟6。
[0044]步驟6:通過溢流管155a、155b、155c的打開和關閉，更換本體151內的液面高度，然后按步驟4和5完成另一高位水箱液位高度下的所有氣液逆向流動特性實驗。依此類推，完成所有高位水箱液位高度下的氣液逆向流動特性實驗。
[0045]步驟7:使系統停機，先增大風機排風量使得排氣管200內水不發生水倒流，再關閉水栗152，然后打開第一排水口 156，排空本體151內的水，最后關閉高壓變頻風機111。<