多相管流理论__培训课件.ppt

不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流 水平或倾斜流动不是轴对称的 由于相界面的存在增加了研究的复杂性 总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题 多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的，相之间有传热和传质 各相流速不同，出现滑脱问题，是多相流研究的核心与重点 3. 研究气液两相流应注意的几个问题 1. 经验方法 从气液两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。 优点：使用方便，在一定条件下能取得好的结果 缺点：使用有局限性，且很难从其中得出更深层次的关系 穆迪（Moody）图 二、研究方法 2 半经验方法 根据所研究的气液两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得描述这一流动过程的函数关系式，最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。 优点：有一定的理论基础，应用广泛 缺点：存在简化和假设，具有不准确性 3 理论分析方法 针对各种流动过程的特点，应用流体力学方法对其流动特性进行分析，进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。 优点：以理论分析为基础，可以得到解析关系式 缺点：建立关系式困难，求解复杂 1.定义：两相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构。 流型是两相流的一个重要的研究方面 各相介质的体积比例 介质的流速 各相的物理及化学性质(密度、粘度、界面张力等) 流道的几何形状 壁面特性 管道的安装方式 三、流动型态 2.影响流型的因素 第一类划分方法：根据两相介质分布的外形划分 3.流型分类 垂直气液两相流流型 水平气液两相流流型 第二类划分方法：按流动的数学模型或流体的分散程度划分 分散流、间歇流和分离流三种 第一类划分方法较为直观 第二类划分方法便于进行数学处理 第一类划分方法 泡状流 弹状流或团状流 层状流 波状流 段塞流或冲击流 环状流 雾状流 第二类划分方法 分散流 间歇流 分离流 分离流 间歇流 分离流 分散流 4.流型图 描述(表示)流型变化及其界限的图。把流型变换的实验数据加以总结归纳后，按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线，便可以得到流型图。 贝克的流型分布图 阿齐兹-戈威尔-福格拉锡流型分布图 第三节 气液两相流动的特性参数 一、流量 质量流量: 单位时间内流过过流断面的流体质量，kg/s 体积流量: 单位时间内流过过流断面的流体体积，m3/s 二、流速 实际速度(velocity) : 单位相面积所通过的该相体积流量,m/s 气相实际速度 液相实际速度 折算速度(superficial velocity):又称表观流速， 假定管道全被一相占据时的流动速度 , m/s 气相折算速度 液相折算速度 两相混合物(平均)速度 混合物的质量速度 二、流速 滑差(滑脱速度) Slip velocity Slippage velocity 气液两相实际速度之差 。 滑动(滑移)比 Slip ratio 气相实际速度与液相实际速度之比。 三、滑差和滑动比 质量含气率：单位时间内流过过流断面的混合物总质量G中气相质量所占的份额。 四、含气率与含液率 质量含液率：单位时间内流过过流断面的混合物总质量中液相质量所占的份额。 体积含气率：单位时间流过过流断面两相流体(混合物)总体积Q中气相所占的份额。 体积含液率：单位时间流过过流断面两相流体(混合物)总体积Q中液相所占的份额。 ?与x间的关系 真实含气率(void fraction): 又称截面含气率或空隙率， 为任一流动截面内气相面积占总面积的份额(气相面积与管道总面积之比)。 真实含液率(liquid holdup): 又称截面含液率或持液率， 为任一流动截面内液相面积占总面积的份额(液相面积与管道总面积之比) φ与β的比较 快关阀法测量真实含气率：易于实现，只能得到平均值，且不能在线测量。 快关阀示意图 真实含气率的简单测量 流动密度: 单位时间内流过过流断面的混合物质量与体 积之比。 五、流动密度与真实密度 真实密度：在流道上取微段，微段内两相流体的质量 与容积之比 流动密度与真实密度的比较 第一章小结 相的定义 气液两相流流型的两类划分方法 气液两相流的基本特征 两相流的主要研究方法 流型、流型图 流量（质量、体积） 流速（实际速度、折算速度、混合物速度） 滑脱速度、滑动比 含气率与含液率(质