流型、流型图和判定方法

1、流型、流型图和判定方法流型、流型图和判定方法基本参数 质量流量质量流量 质量流速质量流速 容积流量和折算速度容积流量和折算速度 相对速度和滑速比相对速度和滑速比 漂移速度漂移速度 质量含气率质量含气率 容积气流率容积气流率 真实密度和流量密度真实密度和流量密度流型垂直上升加热管垂直上升加热管 一般说来，蒸发管内出现的各种流型与一般说来，蒸发管内出现的各种流型与具有同一当地流动条件下的绝热流道内的流型具有同一当地流动条件下的绝热流道内的流型基本相同。若蒸发管受不太高均匀热流密度加基本相同。若蒸发管受不太高均匀热流密度加热，只要流道足够长，入口为近饱和水，出口热，只要流道足够长，入口为近饱和水，出

2、口为单相蒸气，随着沿途含气率增大，会依次发为单相蒸气，随着沿途含气率增大，会依次发生如图所示的各种流型。即单相液体，泡状流，生如图所示的各种流型。即单相液体，泡状流，弹状流，环状流，弥散流，单相气体流动等。弹状流，环状流，弥散流，单相气体流动等。 在不同的加热和流动条件下，有些流型在不同的加热和流动条件下，有些流型可能不出现。例如，当壁面加热热流密度很高可能不出现。例如，当壁面加热热流密度很高时，气泡产生率大，会跨越泡状流直接进入弹时，气泡产生率大，会跨越泡状流直接进入弹状流。流体动力不平衡会造成流型变化，例如，状流。流体动力不平衡会造成流型变化，例如，气泡聚合成块过程、小液滴形成及破碎过程均

3、气泡聚合成块过程、小液滴形成及破碎过程均密经历相当距离和时间，这会导致某些流型范密经历相当距离和时间，这会导致某些流型范围延伸或压缩，或甚至消失。若沿程含气率变围延伸或压缩，或甚至消失。若沿程含气率变化较大，这些过程就无充分时间展开，而会越化较大，这些过程就无充分时间展开，而会越过某些流型。过某些流型。同向向下流动同向向下流动 在气液两相作在气液两相作下降流动时的细泡下降流动时的细泡状流型和上升流动状流型和上升流动时的细泡状流型不时的细泡状流型不同。前者的细泡集同。前者的细泡集中在管子核心部分，中在管子核心部分，而后者则散布在整而后者则散布在整个管子截面上个管子截面上。 如液相流量不如液相流量

4、不变而使气相流量变而使气相流量增大，则细泡将增大，则细泡将聚集成气弹下降聚集成气弹下降流动时的气弹状流动时的气弹状流型比上升流动流型比上升流动时稳定。时稳定。 下降流动时的环状流动有几种流型，在气相及液相流量小时，有一层液膜向下降流动时的环状流动有几种流型，在气相及液相流量小时，有一层液膜向下流动，核心部分为气相，称为下降液膜流型；当液相流量加大，气相进入液膜，下流动，核心部分为气相，称为下降液膜流型；当液相流量加大，气相进入液膜，形成带气泡的下降液膜流动；当气液两相流量都增大时会出现块状流型。在气相形成带气泡的下降液膜流动；当气液两相流量都增大时会出现块状流型。在气相流量较高时能发展为核心部

5、分为雾状流动，壁面有液膜的雾式环状流型流量较高时能发展为核心部分为雾状流动，壁面有液膜的雾式环状流型。 流型图是综合表示各种流型间过渡关系的一种简便方法。流型图是综合表示各种流型间过渡关系的一种简便方法。按流体力学观点，不同流型间的过渡表明力平衡关系变化。按流体力学观点，不同流型间的过渡表明力平衡关系变化。在不同工况下，这些力对流型的影响程度又有很大差异。因在不同工况下，这些力对流型的影响程度又有很大差异。因此现有的流型图坐标参数表达随学者主观认识而异。较为通此现有的流型图坐标参数表达随学者主观认识而异。较为通用的表达方式是以液体流量用的表达方式是以液体流量( (质量流量或体积流量质量流量或体

6、积流量) )和气体流和气体流量为坐标的流型图。另一方面，目前大多数流型图仅基于少量为坐标的流型图。另一方面，目前大多数流型图仅基于少数不同种类流体在一定参数范围内的试验结果，极大部分的数不同种类流体在一定参数范围内的试验结果，极大部分的试验数据来自空气试验数据来自空气水的实验。因此，流型图的适用性是有水的实验。因此，流型图的适用性是有条件的，但仍不失为识别流型变化趋势的一种重要参考。也条件的，但仍不失为识别流型变化趋势的一种重要参考。也有一些学者则对某些特定流型研究了一些流型过渡的准则来有一些学者则对某些特定流型研究了一些流型过渡的准则来代替流型图。代替流型图。流型图流型图Hewitt and

7、 Roberts flow pattern mapHewitt and Roberts flow pattern mapBubble flowSlug flowSlug-Churn flowChurn flow-Annular flowChurn flow-Annular flowAnnular flow- wispy-annular flowCriteria for flow regime transitions in vertical upflow Flow pattern map for horizontal flowFlow pattern map for horizontal flo

8、wFlow pattern map for horizontal flowCriteria for flow regime transitions for horizontal flow Criteria for flow regime transitions for horizontal flow 液泛和回流现象液泛和回流现象 一带有注液设备的垂直管，液体自管壁上的孔中注入。试一带有注液设备的垂直管，液体自管壁上的孔中注入。试验开始时气相流量为零。液体注入后在管壁上形成一层验开始时气相流量为零。液体注入后在管壁上形成一层液膜，液膜以恒定流量往下流动。如使气相以低流量自下向液膜，液膜以恒定流量

9、往下流动。如使气相以低流量自下向上流人，则在管中即发生气液两相逆相流动工况。在气相流上流人，则在管中即发生气液两相逆相流动工况。在气相流量增大到一定程度前，液膜厚度不变，气相流量再增大，液量增大到一定程度前，液膜厚度不变，气相流量再增大，液膜将停止下流且变得不稳定。液膜上出气相流量再增大，液膜将停止下流且变得不稳定。液膜上出气相流量再增大，液膜将停止下流且变得不稳定。液膜上出现较大振幅的波，液膜将停止下流且变得不稳定。液膜上出现较大振幅的波，液滴在波峰上被气流带走，并随气流流出液相注入区。被带走滴在波峰上被气流带走，并随气流流出液相注入区。被带走的液滴散布在气核中，有些撞击在管壁上又形成液膜。这一的液滴散布在气核中，有些撞击在管壁上又形成液膜。这一工况称为工况称为液泛现象液泛现象，其特征之一为液相注入区以上管段中，其特征之一为液相注入区以上管段中压力降剧增。压力降剧增。 此后，如使气相流量减少，则当气相流量减少到一定值此后，如使气相流量减少，则当气相流量减少到一定值时液膜将出现不稳定现象