Abstract
在液氣(汽)混合之雙相流系統中，空泡分率與質量流率是相當重要的參數。 因為不同的流動條件，將意味著系統有不同的流力與熱傳現象。 空泡分率的研究方面，本實驗使用四支不同尺寸之壓差側管，來量測垂直管中雙相流體之空泡分率，實驗同時並利用快速截止閥來比對壓差側管量測空泡 分率之準確性。實驗的液氣相表面速度(superficial velocity)範圍在38.1 mm 的測試段是介在0.01~0.5 m/s之間，而在50.8 mm的測試段是介在0.01~0.3 m/s 之間，所包含的雙相流流譜有氣泡流、彈狀流與攪拌流三種，空泡分率小於0.5。由實驗的結果知道，在忽略加速度與摩擦壓降的條件下，壓差側管仍可獲得合理的空泡分率之量測結果。而壓差側管尺寸上的差異對量測結果有相當大的影響， 四支壓差側管的 RMS(rootmean square)值，在 38.1 ㎜ 的測試段分別為 0.557、0.381、0.214 與0.372 以及在 50.8 ㎜ 測試段分別為 0.305、0.203、0.190 與 0.121。而選擇適當尺寸(低摩擦壓降)的壓差側管，除了可以提昇空泡 分率量測準確度外，更可以真實反應出測試段的流動情況。另外，在不考慮摩擦壓降的情況下，尺寸越大的測試段越適合壓差側管的使用。當應用於小尺寸的測 試段時，則摩擦壓降必須加以計算以提昇量測的準確度。整個實驗結果顯示壓差 側管之空泡分率量測，擁有十分合理的準確性。與其他較常使用之空泡分率量測 法相比較，壓差側管並且具有簡易、方便使用的特性。在質量流率的量測方面，則是運用壓差測管所測得之空泡分率，以及孔板(orifice)所測得之雙相流壓降，配合假設液汽分離流動、無相變化與等壓降條 件下所推導出的理論模式，再引進 Zivi 理論模式，而求得雙相流體的質量流率。當考慮雙相流流譜通過孔板的效應時，更可以將冷端管5%小破口實驗的量測 結果之 RMS 值由 0.66 減少至 0.50。由正常運轉 5% 小破口與半水位運轉 10% 破口之實驗結果顯示，壓差側管與孔板配合的量測方法，為一安全、實用之線上 雙相流質量流率量測工具。