垂直管内气液两相流的探讨_气泡流压力降.docx

垂直管内气液两相流的探讨——气泡流压力降郑成(广州大学轻化工程系, 广州 510091)摘 要 垂直管内气液两相流的探讨 ——气泡流压力降 郑 成 (广州大学轻化工程系, 广州 510091) 摘 要 本文把空隙率和气相密度沿管子高度的变化当作连续过程, 并从微分总压力降 出发, 然后在全管范围内积分, 从而导出气液两相在气泡流情况下的总压力降模型为 d + d - bc ln a cP 1 P 1 - P 2 = + Z c a c d + a cP 2 该模型用于求垂直管内向上流动的气泡流压力降时初值要求不高, 收敛快, 且准确度高。 关键词 垂直管 气液两相流 压力降 弹状流 Study on the Pre ssure D rop of Ga s—L iqu id Two—Pha se Bubble F low in Ver t ica l P ipe Zh en g C h en g (Guangzho u U n ive r sity, Guangzho u 510091) A bstra c t B a sed o n th e p re ssu re d rop o f d iffe ren t ia l e lem en t an d in teg ra t io n fo r th e w ho le reg io n , an equ a t io n fo r ca lcu la t in g th e to ta l p re ssu re d rop o f ga s—liqu id tw o —p h a se b u b b le f low w a s de r ived a s fo llow s d - d + a cP 1 bc ln (1 + ) + Z c P 1 - P 2 = a c d + a cP 2 In do in g th is, th e va r ia t io n in vo idage an d ga s den sity a lo n g th e p ip e w e re co n side red to b e co n t in uo u s. T h is m o de l h a s th e advan tage s o f sim p le r ca lcu la t io n an d h igh e r ac2 cu racy w h en it is u sed to ca lcu la te th e p re ssu re d rop o f b u b b le f low in ve r t ica l p ip e. Keyword s ve r t ica l p ip e ga s- liqu id tw o p h a se f low p re ssu re d rop b u b b le f low 收稿日期: 1996—12—10; 修改稿收到日期: 1997—04—06 第 14 卷第 4 期郑 成: 垂直管内气液两相流的探讨——气泡流压力降17垂直管内气液两相向上流动, 流型一般可划分为气泡流、弹状流、过渡流和环状—雾 状流1 。许多化工管路或反应器设计, 都要预测或计算气泡流情况下的压力降, 如鼓泡式 管道气液反应器、气升式环流反应器、空气升液泵等。 因此有必要对气泡流情况下的压力 降进行一些探讨。有关两相流压力降, 第 14 卷第 4 期 郑 成: 垂直管内气液两相流的探讨——气泡流压力降 17 垂直管内气液两相向上流动, 流型一般 可划分为气泡流、弹状流、过渡流和环状—雾 状流1 。许多化工管路或反应器设计, 都要预 测或计算气泡流情况下的压力降, 如鼓泡式 管道气液反应器、气升式环流反应器、空气升 液泵等。 因此有必要对气泡流情况下的压力 降进行一些探讨。有关两相流压力降, 人们已 进行了许多研究, 但从目前发表的关于气液 两相在垂直管内向上流的压力降情况看, 许 多研究者都侧重于探讨摩擦压力降, 如胜 式中, C 0 为两相流分布特性参数, 在气泡流 条件下, C 0 取为 112 已足够精确8 、9 。V v 为气 相相对于总体流动的漂流速度, 它与流型和 连续相的物性参数有关, 气泡流时可用下式 求得10 , 即 ?∑ V v = 1153 (3) 对于常温下的空气—水系统, V v = 0125m /s。 气体表观流速为温度、压力的函数, 即 GR T u g = (4) M P 原2 、A n de r so n 3 、毒木4 等。 有些虽然导出 气流两相流摩擦压力降通常表示为如下 形式: 了总压力降