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1、浅谈空分装置两相流基本原理摘要：本文简要介绍了空分装置两相流的工程意义 以及基本原理，着重分析了 hewitt-roberts非闪蒸型垂直 管道两相流理论的各种流型，为使用该理论进行空分装置两 相流计算提供了设计参考依据。关键词：非闪蒸型垂直管道两相流；流型； hewittroberts中图分类号：tq051文献标识码：a1概述气液两相流的流动过程十分复杂，与单相流体的流动机 理不同，并且普遍存在于许多工程流体中。由于两相流管道 内壁持液，使管内径变小；气液两相间产生相互运动，导致 界面流动损失；液体在管中起伏运动产生能量损失等因素， 两相流的压力降比相同质量流速的单相流大得多。从工程应用的角

2、度来看，研究两相流的意义在于确定流 体的换热特性和压降特性，而由于空分装置中的两相流被认 为是不加热管中的流动，所以主要研究压降特性。而压降的 大小直接影响着装置的能耗和设备的投资，准确可靠的两相 流工程设计，可以避免由于两相流流路压降过大而液体不能 全量输送到终端，可以确定准确的阀门安装高度，可以判断 通过具体那种方式来解决两相流问题。对于日趋大型化的空分装置，两相流管路压降的大小对 装置的能耗和投资影响更加明显，甚至可能由于错误的两相 流设计而导致整套空分装置不能达到设计值，因此对空分两 相流的研究作用显得更加重要。2两相流流型两相流动型式就是气液两相流动中两相介质的分布状 况。两相流的压

3、降及两相流的不稳定性的研究，是与流动型 式密不可分的，流动型式取决于气泡份额和相分布，流动型 式的不同，对压降起主要作用的因素是不同的，因而计算压 降的公式也有差别，另外流型的转变还会引起流动的不稳定 性。由于空分冷箱内两相流水平管段一般距离较短，水平管 内的阻力损失相对与垂直管来说，所占比例甚小，因此空分 冷箱内两相流计算，经常忽略水平段的两相流阻力损失，仅 考虑垂直管段计算，并按照闪蒸型不加热垂直管考虑。计算 时可以把管道分成若干小段，每一段按照非闪蒸型两相流模 型计算。为了使用方便就采用流型图的方式来表征两相流。 流型图是二维图形，它表示了各种流型存在的参数范围。对于两相流流型的研究，世

4、界上有很多中理论，由于两 相流动边界条件的复杂性和多变形，至今尚无一种理论能够 精确的模拟计算出实际的两相流动。但针对不同介质在不同 状态下的两相流动状态，有很多理论研究的结果仍然能够满 足工程设计的需要。对于空分装置中的垂直管道两相流，目前应用比较广泛 的理论是hewitt-roberts垂直管道气液两相流理论，并且 经过大量的实践验证能够行之有效。hewitt-roberts流型图是基于管径31. 2mm,压力0. 14 0. 59mpa的空气-水混合物试验，以每一相的表观动量流通量 作为流型图的横纵坐标。把非闪蒸型垂直管气液两相流分为 五种流型，具体如图lo气泡流：气相含量很少，少量的气体呈气泡分散在向上 流动的液体中，可近似看成纯液体，一般出现在阀前。当气 体流速增加时，气泡的尺寸、速度及

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