作品简介：
“气液两相流动” 实验是《油气集输》、《多相流体力学》等专业主干课程的重要教学环节之一。目前为止，国内外尚无厂家生产整套该类实验设备。
我们研制建成的 “气液两相流动” 实验装置，功能完备、自动化程度高、操作简便。该设备在培养学生创新思维、动手能力和科学研究能力等方面具有创新性、先进性，已广泛应用在东北石油大学的实验教学及博士、硕士研究生的毕业论文工作中。自制的“气液两相流动” 实验装置，在技术方面取得了众多突破， 2012年8月经黑龙江省教育厅和中国石油教育学会专家组鉴定小组为已达到国际先进水平，具有较广泛的推广价值。
本作品是涉及石油工程和储运工程等领域的模拟实验装置，具体提供一种管路角度可任意调节的气液两相流动实验装置，可实现在同一玻璃管段上进行水平管路、垂直管路和任意角度的倾斜管路的模拟实验。用于解决了气液两相流动实验装置占地面积大，适用性差的问题。
此装置由动力系统、支撑机构、测量仪表、数据采集系统和管路系统等部分组成。装置工作时，可通过泵和压缩机分别提供液体源和气体源，分别由液体和气体流量计计量工作液的体积流量，而后经过混合器混合进入实验管路。实验管路上安装了高灵敏度的压差传感器、压力传感器和温度传感器以测量压差、压力和温度。持液率通过空隙率测定仪测定。通过卷扬机和阀门可实现对管路倾角和流量调节。经过测量后的气液两相流体经分离器分离后进入储液罐。实验过程中，利用高速摄像机、PIV系统等手段对多相流流型、段塞流控制等问题进行了研究。所有实验数据均由数据采集系统完成。
装置包括储气罐、储液罐、气液混合器、实验管路、支撑机构，储气罐和储液罐分别连接气液混合器，气液混合器连接到实验管路入口，实验管路出口连接气液分离器;实验管路包括三组U型玻璃管，三组U型玻璃管按阶梯状安装到支撑机构上，支撑机构由支架、卧式导轨、立式导轨、滑轮组、卷扬机构成，卧式导轨采用工字钢，卧式导轨水平设置，立式导轨与卧式导轨相垂直，支架为阶梯式的，支架的底部布置有脚轮，脚轮可沿卧式导轨行走，支架与立式导轨相对应的一侧设置有滚轮，滚轮可沿立式导轨行走，支架上还设置有上、下两个吊环，一段绳索的两端分别两个吊环固定，立式导轨架的上端设置有滑轮组，滑轮组由固定在立式导轨架上端的定滑轮和动滑轮组成，动滑轮的下端有吊钩，卷扬机与滑轮组之间通过钢丝绳连接;实验管路的各组U型玻璃管分别设置有差压传感器、压力传感器、温度传感器、空隙率测定仪，各组U型玻璃管安装的差压传感器、压力传感器、温度传感器、空隙率测定仪分别与计算机连接。
上述方案中储气罐与空气压缩机连接，三组U型玻璃管在支架上的安装方式为：三组U型玻璃管按照内径由大到小的方式从下到上安装在支架上。
如图1所示，这种管路可任意倾斜的气液两相流实验装置包括空气压缩机1、储气罐2、储液罐4、气液混合器3、实验管路、支撑机构，空气压缩机1与储气罐2连接，储气罐2和储液罐4分别连接气液混合器3，气液混合器3连接到实验管路入口，实验管路出口连接气液分离器5。实验管路的入口处还安装有电磁阀16，实验管路的出口处也安装有电磁阀16。
结合图2所示实验管路包括三组U型玻璃管6，三组U型玻璃管6按阶梯状安装到支撑机构上，三组U型玻璃管6在支架7上的安装方式为：三组U型玻璃管6按照内径由大到小的方式从下到上安装在支架7上，这样安装可以便于操作和观察。支撑机构由支架7、卧式导轨8、立式导轨9、滑轮组、卷扬机10构成，卧式导轨8采用工字钢，卧式导轨8水平设置，立式导轨9与卧式导轨8相垂直，支架7为阶梯式的，支架7的底部布置有六对脚轮，每对脚轮分别设置在支架7底部的两侧，工字钢相应并排设置在支架7两侧的下方，脚轮可沿卧式导轨8行走，为了防止脚轮在工字钢上行走时脱轨，脚轮的两侧设置挂式护翼11;支架7与立式导轨9相对应的一侧设置有滚轮12，立式导轨9设置在立式导轨架上，滚轮12可沿立式导轨9行走，支架7上还设置有上、下两个吊环13，一段绳索的两端分别两个吊环13固定，立式导轨架的上端设置有滑轮组，滑轮组由固定在立式导轨架上端的定滑轮14和动滑轮15组成，动滑轮15的下端有吊钩，卷扬机10与滑轮组之间通过钢丝绳连接。将吊钩钩住两个吊环13之间的绳索，启动卷扬机10，随着卷扬机10不断缠绕钢丝绳，滚轮12沿立式导轨9上行，支架7逐渐倾斜，此过程可根据需要任意选择倾斜角度，进行研究。当然，如果研究水平的实验管路，不用启动卷扬机，若选择垂直的实验管路，可将支架7完全竖直起来。
实验管路的各组U型玻璃管6分别设置有差压传感器、压力传感器、温度传感器、空隙率测定仪，各组U型玻璃管6安装的差压传感器、压力传感器、温度传感器、空隙率测定仪分别与计算机连接，此按照现有技术连接就可以。
综上，此实验装置可实现在同一玻璃管段上进行水平管路、垂直管路和任意角度的倾斜管路模拟实验，有较高的实效性。
作品名称：“气液两相流动”实验装置
完成单位： 东北石油大学
