CN104330436B - 用于两相传热特性研究的实验装置及湿蒸汽干度的测量法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于两相传热特性研究的实验装置及湿蒸汽干度的测量法。所述实验装置包括蒸汽锅炉、第一汽水混合器、实验本体以及提供冷却水的第一注水系统，所述第一注水系统及蒸汽锅炉均与所述第一汽水混合器相连通，所述第一汽水混合器与所述实验本体相连通，所述第一注水系统提供的冷却水与所述蒸汽锅炉提供的湿蒸汽在所述第一汽水混合器内混合后流入实验本体。本发明所述的实验装置摒弃了传统的电加热方式，采用蒸汽锅炉提供高温高压的蒸汽，通过对蒸汽锅炉提供的湿蒸汽与第一注水系统提供的冷却水进行合理配比，实现大流量、高压、高干度的实验工况，实验装置不存在预热段，且实验本体也无需加热，因此避免了绝缘密封和沸腾临界的问题。

Description

用于两相传热特性研究的实验装置及湿蒸汽干度的测量法

技术领域

本发明涉及传热特性研究实验装置领域，具体地，涉及一种用于高温高压两相流动传热特性研究的实验装置及该装置内流经实验本体的湿蒸汽干度的间接测量方法。

背景技术

对于高温高压条件下的汽水两相流动传热实验，需依据研究目标和内容设置不同的研究参数，包括系统压力、干度及流量，从而通过测量实验本体的压降或壁温得到汽水两相混合物的流动或传热特性。

实验的难点在于高压、高干度、大流量的实验工况。原始的实验装置采用电加热的方式满足实验需求，回路流程大致为：单相水先经预热器加热达到一定的入口温度，再流经实验本体，通过大功率电源加热为高干度的汽水两相混合物，最后经换热器或冷凝器冷却成单相水，流回至泵入口。此种实验装置具有显著的技术难度，在实验研究的可行性和经济性上存在一定局限性，主要表现为以下3方面：

(1)高温高压条件下的绝缘、密封问题

绝缘、密封一直是高温高压条件下电加热实验的关键技术之一。在电加热实验中，不仅在实验设计阶段需要考虑预热器和实验本体的绝缘、密封问题，还需在实验安装及运行的整个过程中对其进行关注。尽管现今在实验设计上已有了一定的技术基础，但绝缘密封问题在整个实验过程中仍然存在较大的不确定性。绝缘或密封的失效会极大地增加实验研究的难度和工作量。

(2)沸腾临界

电加热实验的另一个关键问题是沸腾临界问题。临界工况是指沸腾传热机理正好发生变化而使传热系数突然急剧下降(即传热突然恶化)的状态，临界热流密度(CHF)则指在该工况下的热流密度的数值。对于电加热实验，当热流密度达到CHF时，若热流密度稍微增加，沸腾传热机理便发生变化，传热系数大幅下降，导致壁温飞升，甚至引起壁面烧毁。在高干度的汽水两相实验中，为了避免沸腾临界，实验研究的技术难度也相应增大。

(3)热源

高干度、大流量的实验对于热源的需求是巨大的。对于电加热实验，若仅为某一项实验研究增加大功率电源，实验成本较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高温高压两相流动传热特性研究的实验装置，该实验装置摒弃了传统的电加热方式，采用蒸汽锅炉提供高温高压的蒸汽作为热源，由于实验装置不存在预热段，实验本体也无需加热，直接避免了绝缘密封和沸腾临界的问题，且节约成本。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种用于两相流动传热特性研究的实验装置，所述实验装置包括蒸汽锅炉、第一汽水混合器、实验本体以及提供冷却水的第一注水系统，所述第一注水系统及所述蒸汽锅炉均与所述第一汽水混合器相连通，所述第一汽水混合器与所述实验本体相连通，所述第一注水系统提供的冷却水与所述蒸汽锅炉提供的湿蒸汽在所述第一汽水混合器内混合后流入实验本体。

该实验装置采用蒸汽锅炉提供热蒸汽，摒弃了传统的电加热方式，使得实验装置不存在预热段，实验本体也无需加热，因此避免了实验本体的绝缘密封和沸腾临界的问题，而本领域技术人员可通过调控所述湿蒸汽与所述冷却水的混合配比来实现大流量、高压和高干度的实验工况，并使之能够应用于高温高压两相流动传热特性的研究。

进一步地，所述实验装置包括均汽器，所述第一汽水混合器通过所述均汽器与所述实验本体相连通，所述均汽器的内部设有供汽水混合物通过的网状孔板。所述均汽器使得汽水混合物混合更均匀。

进一步地，所述实验装置包括第二注水系统、第二汽水混合器以及第二排放管，所述第二注水系统、所述实验本体以及所述第二排放管均与所述第二汽水混合器相连通，所述第二注水系统提供的冷却水与所述实验本体流出的湿蒸汽在所述第二汽水混合器处混合后经所述第二排放管流出。本领域技术人员通过调控所述第二汽水混合器内的冷却水与湿蒸汽的混合配比使得所述湿蒸汽在所述第二汽水混合器内被冷却成单相水，基于质量守恒和能量守恒定律，可便于本领域技术人员计算出流经实验本体的湿蒸汽的流量，以及基于该流量的基础上根据物性程序进一步计算出流经实验本体的湿蒸汽的干度。

进一步地，所述蒸汽锅炉通过一注汽管与所述第一汽水混合器相连通，所述注汽管上设有截止阀、调节阀以及减压阀，来调控流入所述第一汽水混合器内的湿蒸汽的压力以及流量。

进一步地，所述注汽管上还连通有一设有截止阀、调节阀以及背压阀的第一排放管，所述第一排放管与所述注汽管相配合，辅助调控从所述注汽管流入所述第一汽水混合器的湿蒸汽的流量及压力。

进一步地，所述第一注水系统包括第一储水器、连接第一储水器与第一汽水混合器的第一注水管，所述第二注水系统包括第二储水器、连接第二储水器与第二汽水混合器的第三注水管，所述第一注水管及第三注水管上均设有调节阀以及流量计，所述第二排放管上设有流量计以及背压阀。

进一步地，所述第一注水管上还连通有一设有截止阀及调节阀的第二注水管，所述第二注水管用于与所述第一注水管相配合，辅助调控从所述第一注水管流入所述第一汽水混合器的冷却水的流量，，所述第二注水管的另一端与所述第三注水管相连通。

进一步地，所述实验装置包括数据采集与测量系统，所述数据采集与测量系统包括温度测量组件、压力测量组件、压差测量组件、以及控制系统；

所述温度测量组件包括测量下列各处温度的温度传感器：第三注水管内邻近第二汽水混合器端的冷却水温度，第二排放管内单相水的温度，实验本体的壁面温度；

所述压力测量组件包括测量下列各处压力的压力传感器：实验本体上游的湿蒸汽压力、实验本体下游邻近第二汽水混合器端的湿蒸汽压力、注汽管内湿蒸汽压力、第三注水管内远离第二汽水混合器端的冷却水压力、第三注水管内邻近第二汽水混合器端的冷却水压力、第二排放管内单相水压力；

所述压差测量组件包括测量下列各处压差的压差传感器：实验本体内的压降；

所述温度测量组件、压力测量组件以及压差测量组件采集得到的数据均储存至控制系统内并进行分析、显示，实现对实验工况的实时监测。

本发明提供的上述实验装置不便于直接测量流经实验本体的湿蒸汽的流量及干度，因此，本发明提供一种流经实验本体的湿蒸汽的流量及干度的间接测量方法。

所述流经实验本体的湿蒸汽的流量的间接测量方法，包括以下步骤：通过直接测量第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水的质量流量、第二排放管中单相水的质量流量，通过以下方程式计算得到：

m_ex＝m₂-m₁ (1)

其中，m_ex、m₁、m₂分别为实验本体中湿蒸汽的质量流量、第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水的质量流量、以及第二排放管中单相水的质量流量，单位均为kg/s。其中，m₁、m₂的数值可分别由第三注水管上的流量计、第二排放管上的流量计测得。

所述流经实验本体的湿蒸汽的干度的间接测量方法，包括以下步骤：通过直接测量实验本体的压力，第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水的质量流量、温度和压力，第二排放管中单相水的质量流量、温度和压力，通过以下方程式计算得到：

m_ex＝m₂-m₁ (1)

$h_{\mathrm{ex}}=\frac{m_2{h}_2-m_1{h}_1}{m_{\mathrm{ex}}}---\left(2\right)$

其中，m_ex、m₁、m₂分别为实验本体中湿蒸汽的质量流量、第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水的质量流量、以及第二排放管中单相水的质量流量，单位均为kg/s；h_ex、h₁、h₂分别为实验本体中湿蒸汽的比焓、第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水的比焓、以及第二排放管中单相水的比焓。h₁、h₂分别由测得的第三注水管中邻近第二汽水混合器端的冷却水及第二排放管中单相水的压力和温度通过物性程序计算得到；将计算得出的h_ex结合测得的实验本体的压力，采用物性程序计算可得到湿蒸汽的干度。

本发明中所述的物性程序为本领域技术人员所熟知的能够通过温度、压力等来计算物料的各项热力学性能(如比焓、干度等)的常用程序。

综上，本发明的有益效果是：摒弃了传统的电加热方式，采用蒸汽锅炉提供高温高压的蒸汽，通过对蒸汽锅炉提供的湿蒸汽与第一注水系统提供的冷却水进行合理配比，实现大流量、高压、高干度的实验工况，实验装置不存在预热段，且实验本体也无需加热，因此避免了绝缘密封和沸腾临界的问题。并且，本发明由于采用蒸汽锅炉提供热源，相比于电加热的大功率电源，能有效减少实验成本。

附图说明

图1是本发明较佳实施例所示的用于两相流动传热特性研究的实验装置的结构示意图；

附图中标记及相应的零部件名称：实验装置100、实验本体10、均汽器20、第一汽水混合器30、第二汽水混合器40、蒸汽锅炉51、注汽管52、截止阀JV-1、调节阀ECTV-1、减压阀PRV-1、第一排放管53、截止阀JV-2、调节阀ECTV-2、背压阀BV-1、第一储水器61、第一泵62、第一注水管63、第二注水管64、稳压器65、调节阀ECTV-4、流量计FE-1、截止阀JV-3、调节阀ECTV-3、第二储水器71、第二泵72、第三注水管73、调节阀ECTV-6、流量计FE-2、第二排放管74、流量计FE-3、背压阀BV-2、手动调节阀TV-1。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

请参阅图1，本发明较佳实施例所示的用于汽水两相流动传热特性研究的实验装置100，该实验装置100不仅能够满足实验所需要的高压、高干度的条件，更能解决现有技术中装置需绝缘密封和存在沸腾临界的缺陷等，避免使用大功率热源，降低成本，所述实验装置100包括实验本体10、均汽器20、第一汽水混合器30、第二汽水混合器40、注汽系统、第一注水系统、第二注水系统、以及数据采集与测量系统(图未示)。

所述实验本体10一端与所述均汽器20相连通，另一端与所述第二汽水混合器40相连通。所述第一汽水混合器30通过所述均汽器20与所述实验本体10相连通，所述均汽器20的内部设有网状孔板，其上均匀布置若干小孔，用于调节从所述第一汽水混合器30流出的湿蒸汽流场，使汽-水两相混合均匀。

所述注汽系统用于提供适于实验所需压力的湿蒸汽，代替传统的电加热方式，采用蒸汽锅炉51提供热源，不需要考虑高温高压条件下的实验本体10的绝缘和密封的问题。所述注汽系统包括蒸汽锅炉51以及连通所述蒸汽锅炉51与所述第一汽水混合器30的注汽管52，所述蒸汽锅炉51产生的高温高压的湿蒸汽经过所述注汽管52流至所述第一汽水混合器30内。所述蒸汽锅炉51为本发明所述实验装置100提供高温高压的湿蒸汽，为使该湿蒸汽满足实验的需求，在所述注汽管52上设有截止阀JV-1、调节阀ECTV-1以及减压阀PRV-1，所述截止阀JV-1用于控制所述注汽管52的流通状况，开启/或关闭所述截止阀JV-1可开启/或阻挡蒸汽的流通。所述调节阀ECTV-1用于调节注汽管52中湿蒸汽的流量和压力。所述减压阀PRV-1用于降低注汽管52中湿蒸汽压力，使其达到实验所需湿蒸汽的压力要求。

可以理解，所述注汽管52上还连通有一第一排放管53，所述第一排放管53用于配合调节注汽管52中的湿蒸汽流量，使蒸汽锅炉51产生的多余湿蒸汽得到顺利排放。所述第一排放管53上设有截止阀JV-2、调节阀ECTV-2以及背压阀BV-1。所述截止阀JV-2用于控制所述第一排放管53的流通状况，开启/或关闭所述截止阀JV-1可开启/或阻挡蒸汽的流通。所述调节阀ECTV-2用于调节所述第一排放管53中的湿蒸汽流量，进而与调节阀ECTV-1联合调节注汽管52流向第一汽水混合器30的湿蒸汽流量。所述背压阀BV-1用于调节注汽管52的入口压力。

所述第一注水系统为所述第一汽水混合器30提供冷却水，用于调节湿蒸汽的干度，将注汽系统提供的湿蒸汽冷却至实验所需的干度。所述第一注水系统包括第一储水器61、第一泵62、第一注水管63以及第二注水管64。所述第一储水器61通过所述第一注水管63与所述第一汽水混合器30相连通，所述第一泵62设置于所述第一注水管63邻近所述第一储水器61的一端，为所述第一储水器61内的冷却水的输送提供动力。所述第一泵62与所述第一汽水混合器30之间的第一注水管63上还设有一稳压器65、调节阀ECTV-4、流量计FE-1。所述稳压器65用于保证冷却水的稳定压力输出。所述调节阀ECTV-4用于调节所述第一注水管63中冷却水的流量。所述流量计FE-1邻近所述第一汽水混合器30设置，可测量该第一注水管63中冷却水流至所述第一汽水混合器30内的流量。

所述第二注水管64一端与所述第一注水管63相连通，另一端与所述第二注水系统相连通。所述第二注水管64用于辅助调节所述第一注水管63中冷却水的流量以及将多余的冷却水提供给第二注水系统，对水资源合理利用，避免浪费，所述第二注水管64上设有截止阀JV-3以及调节阀ECTV-3。通过调节截止阀JV-3来调节第二注水管64中冷却水的流通/或闭塞，通过调节阀ECTV-3来控制第二注水管64的冷却水的流量，进而与第一注水管63上的调节阀ECTV-4联合调节所述第一注水管63流向第一汽水混合器30的冷却水流量。

所述注汽系统的出汽端与所述第一注水系统的出水端均与所述第一汽水混合器30相连通，所述蒸汽锅炉51产生的湿蒸汽与所述第一注水系统提供的冷却水在所述第一汽水混合器30内混合，利用该冷却水将湿蒸汽冷却成实验所需干度的湿蒸汽，得到所需干度的湿蒸汽后，通过一管道连接输送至所述均汽器20，在所述均汽器20内使汽水两相均匀混合，通过在实验本体10内反应后，流出至所述第二汽水混合器40。

所述第二注水系统用于提供冷却水至所述第二汽水混合器40。所述第二注水系统包括第二储水器71、第二泵72、以及连通所述第一储水器71与所述第二汽水混合器40的第三注水管73。所述第二泵72设置于所述第三注水管73邻近所述第二储水器71的一端，为所述第二储水器71内的冷却水的输送提供动力。所述第二泵72与所述第二汽水混合器40之间的所述第三注水管73上设有调节阀ECTV-6、流量计FE-2。所述调节阀ECTV-6与流量计FE-2之间的管道与第二注水管64相连通。所述调节阀ECTV-6用于控制从第二储水器71中流出的冷却水的流量。所述流量计FE-2可测量该第三注水管73中冷却水流至所述第二汽水混合器40内的流量，如图所示，包括从第二储水器71中流出的冷却水以及从所述第一储水器61内通过第二注水管64分流出的冷却水的总的流量。

所述第二注水系统提供的冷却水与所述第一注水系统的第二注水管64流出的冷却水汇合流至所述第二汽水混合器40，所述实验本体10内反应后的湿蒸汽也流至该第二汽水混合器40内，与冷却水相混合且被冷却水冷却成单相水，通过与所述第二汽水混合器40相连通的第二排放管74排放，所述第二排放管74上设有流量计FE-3以及背压阀BV-2，所述背压阀BV-2用于调节实验回路的压力。所述流量计FE-3可测量该第二排放管74中单相水的流量。

可以理解，所述实验本体10与所述第二汽水混合器40相连通的管道之间还可以设有一手动调节阀TV-1，调节该管道内湿蒸汽的流量。

本发明中所述第一泵62与第二泵72均为往复泵，更优选电动往复泵。操作者可通过设置电动往复泵的频率，来调节冷却水的流量。

所述数据采集与测量系统包括温度测量组件、压力测量组件、压差测量组件、以及控制系统；

所述温度测量组件包括测量下列各处温度的温度传感器：第三注水管73内邻近第二汽水混合器40端的冷却水温度，第二排放管74内单相水的温度，实验本体10的壁面温度；

所述压力测量组件包括测量下列各处压力的压力传感器：实验本体10上游的湿蒸汽压力、实验本体10下游邻近第二汽水混合器40端的湿蒸汽压力、注汽管52内湿蒸汽压力、第三注水管73内远离第二汽水混合器40端的冷却水压力、第三注水管73内邻近第二汽水混合器40端的冷却水压力、第二排放管74内单相水压力；

所述压差测量组件包括测量下列各处压差的压差传感器：实验本体10内的压降；

所述温度测量组件、压力测量组件以及压差测量组件采集得到的数据均储存至控制系统内并进行分析、显示等，可实现对实验工况的实时监测。

采用本发明所述实验装置100开展实验的具体步骤如下：

a.调节调节阀ECTV-3及ECTV-4的开度，使第一汽水混合器30配水流量达到预算工况；

b.调节背压阀BV-2开度增加实验回路压力至略低于实验压力，为通蒸汽做准备；

c.关闭所述第一排放管53的截止阀JV-2，打开实验回路蒸汽入口即注汽管52上的截止阀JV-1，开始注入湿蒸汽，同时密切关注实验回路压力，通过调节背压阀BV-2、调节阀ECTV-1和减压阀PRV-1防止超压；

d.压力稳定后，调节湿蒸汽流量(即，调节调节阀ECTV-1)，使实验本体10流量达到实验工况；

e.固定实验本体10内湿蒸汽流量和湿蒸汽干度，调节背压阀BV-2使系统压力达到实验工况，待系统稳定后，记录数据；

f.调节背压阀BV-2，改变系统压力，在不同的压力下采集实验所需数据，即，数据采集与测量系统采集到的数据，如实验本体10壁温、压降等；

g.通过调节第一注水管63的流量改变湿蒸汽干度，重复步骤f；

h.改变实验本体10内湿蒸汽流量，重复步骤f、g。完成在不同压力、干度、流量下的实验。

为了方便实验中压力、流量、干度等参数的调节，采用多个阀门进行联调。系统压力可通过注汽管52的减压阀PRV-1和第二排放管74的背压阀BV-2进行调节；实验本体10内汽水混合物的流量和干度可通过注汽管52的调节阀ECTV-1、第一注水管63的调节阀ECTV-4和第二注水管64的ECTV-3进行调节。由于来自蒸汽锅炉51的湿蒸汽压力和干度较高，因此可将注汽管52的湿蒸汽与第一注水管63的冷却水进行合理配比，实现大流量和高干度的实验工况。实验装置不存在预热段，实验本体部分也无需加热，直接避免了绝缘密封和沸腾临界问题。

通过本发明所述的实验装置100来进行高温高压条件下的汽水两相流动传热特性研究，不仅能够满足高压、高干度、大流量的实验工况，实现系统参数的有效测量，还能直接避免现有技术中采用电加热所引起的绝缘密封问题和沸腾临界问题，并减少实验研究成本，采用本实验装置100不便于直接测量实验本体10的湿蒸汽的流量和干度，本发明还提供一种上述实验装置100中流经实验本体10的湿蒸汽干度及流量的间接测量方法，通过第二注水系统及第二排放管74来实现，所述第三注水管73提供的冷却水将来自实验本体10的湿蒸汽冷却成单相水并进入第二排放管74，基于质量守恒和能量守恒定律，对第三注水管73和第二排放管74中的冷却水进行流量、压力和温度测量，以间接测量流经实验本体10的湿蒸汽的干度及流量，具体如下：

m_ex＝m₂-m₁ (1)

$h_{\mathrm{ex}}=\frac{m_2{h}_2-m_1{h}_1}{m_{\mathrm{ex}}}---\left(2\right)$

其中，m_ex、m₁、m₂分别为实验本体10中湿蒸汽的质量流量、第三注水管73中冷却水的质量流量、以及第二排放管74中单相水的质量流量，单位均为kg/s，其中，m₁、m₂的数值可分别由流量计FE-2、流量计FE-3测得；h_ex、h₁、h₂分别为实验本体10中湿蒸汽的比焓、第三注水管73中冷却水的比焓、以及第二排放管74中单相水的比焓，单位均为kJ/kg。h₁、h₂分别由测得的第三注水管73中冷却水及第二排放管74中单相水的压力和温度，采用物性程序计算得到。

求得h_ex后，结合测得的实验本体10的压力，采用物性程序计算即可得到湿蒸汽的干度。

综上，本发明所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置100，摒弃了传统的电加热方式，采用蒸汽锅炉51提供高温高压的蒸汽，通过对注汽管52的湿蒸汽与第一注水管63的冷却水进行合理配比，实现大流量和高干度的实验工况，实验装置不存在预热段，实验本体10也无需加热，直接避免了绝缘密封和沸腾临界的问题。再者，本装置100由于采用蒸汽锅炉51提供热源，相比于电加热的大功率电源，能有效减少实验成本。

如上所述，可较好的实现本发明。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述实验装置(100)包括蒸汽锅炉(51)、第一汽水混合器(30)、实验本体(10)以及提供冷却水的第一注水系统，所述第一注水系统及所述蒸汽锅炉(51)均与所述第一汽水混合器(30)相连通，所述第一汽水混合器(30)与所述实验本体(10)相连通，所述第一注水系统提供的冷却水与所述蒸汽锅炉(51)提供的湿蒸汽在所述第一汽水混合器(30)内混合后流入实验本体(10)。

2.根据权利要求1所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述实验装置(100)包括均汽器(20)，所述第一汽水混合器(30)通过所述均汽器(20)与所述实验本体(10)相连通，所述均汽器(20)的内部设有供汽水混合物通过的网状孔板。

3.根据权利要求1或2所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述实验装置(100)包括第二注水系统、第二汽水混合器(40)以及第二排放管(74)，所述第二注水系统、所述实验本体(10)以及所述第二排放管(74)均与所述第二汽水混合器(40)相连通，所述第二注水系统提供的冷却水与所述实验本体(10)流出的湿蒸汽在所述第二汽水混合器(40)处混合后经所述第二排放管(74)流出。

4.根据权利要求3所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述蒸汽锅炉(51)通过一注汽管(52)与所述第一汽水混合器(30)相连通，所述注汽管(52)上设有截止阀、调节阀以及减压阀，来调控流入所述第一汽水混合器(30)内的湿蒸汽的压力以及流量。

5.根据权利要求4所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述注汽管(52)上还连通有一设有截止阀、调节阀以及背压阀的第一排放管(53)，所述第一排放管(53)与所述注汽管(52)相配合，辅助调控从所述注汽管(52)流入所述第一汽水混合器(30)的湿蒸汽的流量及压力。

6.根据权利要求5所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述第一注水系统包括第一储水器(61)、连接第一储水器(61)与第一汽水混合器(30)的第一注水管(63)，所述第二注水系统包括第二储水器(71)、连接第二储水器(71)与第二汽水混合器(40)的第三注水管(73)，所述第一注水管(63)及第三注水管(73)上均设有调节阀以及流量计，所述第二排放管(74)上设有流量计以及背压阀。

7.根据权利要求6所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述第一注水管(63)上还连通有一设有截止阀及调节阀的第二注水管(64)，所述第二注水管(64)用于与所述第一注水管(63)相配合，辅助调控从所述第一注水管(63)流入所述第一汽水混合器(30)的冷却水的流量，所述第二注水管(64)的另一端与所述第三注水管(73)相连通。

8.根据权利要求7所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置，其特征在于，所述实验装置(100)包括数据采集与测量系统，所述数据采集与测量系统包括温度测量组件、压力测量组件、压差测量组件、以及控制系统；

所述温度测量组件包括测量下列各处温度的温度传感器：第三注水管(73)内邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水温度，第二排放管(74)内单相水的温度，实验本体(10)的壁面温度；

所述压力测量组件包括测量下列各处压力的压力传感器：实验本体(10)上游的湿蒸汽压力、实验本体(10)下游邻近第二汽水混合器(40)端的湿蒸汽压力、注汽管(52)内湿蒸汽压力、第三注水管(73)内远离第二汽水混合器(40)端的冷却水压力、第三注水管(73)内邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水压力、第二排放管(74)内单相水压力；

所述压差测量组件包括测量下列各处压差的压差传感器：实验本体(10)内的压降；

所述温度测量组件、压力测量组件以及压差测量组件采集得到的数据均储存至控制系统内并进行分析、显示，实现对实验工况的实时监测。

9.一种间接测量流经如权利要求6至8中任一项所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置中的实验本体的湿蒸汽流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过直接测量第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的质量流量、第二排放管(74)中单相水的质量流量，通过以下方程式计算得到：

m_ex＝m₂-m₁ (1)

其中，m_ex、m₁、m₂分别为实验本体(10)中湿蒸汽的质量流量、第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的质量流量、以及第二排放管(74)中单相水的质量流量，单位均为kg/s。

10.一种间接测量流经如权利要求6至8中任一项所述的用于两相流动传热特性研究的实验装置中的实验本体的湿蒸汽干度的方法，其特征在于，包括以下步骤：通过直接测量实验本体(10)的压力，第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的质量流量、温度和压力，第二排放管(74)中单相水的质量流量、温度和压力，通过以下方程式计算得到：

m_ex＝m₂-m₁ (1)

$h_{ex}=\frac{m_2{h}_2-m_1{h}_1}{m_{ex}}---\left(2\right)$

其中，m_ex、m₁、m₂分别为实验本体(10)中湿蒸汽的质量流量、第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的质量流量、以及第二排放管(74)中单相水的质量流量，单位均为kg/s；h_ex、h₁、h₂分别为实验本体(10)中湿蒸汽的比焓、第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的比焓、以及第二排放管(74)中单相水的比焓；h₁由测得的第三注水管(73)中邻近第二汽水混合器(40)端的冷却水的压力和温度通过物性程序计算得到，h₂由测得的第二排放管(74)中单相水的压力和温度通过物性程序计算得到；将计算得出的h_ex结合测得的实验本体(10)的压力，采用物性程序计算可得到湿蒸汽的干度。