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1、 气液两相流动与传热使用孔板流量计测定两相流流量院(系航空科学与工程学院姓名解立垚学号SY09053032010年 1月19 日孔板流量计是利用压差原理测量流量的最常用的节流式流量计。利用孔板测量单相流体已非常成熟,并已标准化。然而,对于两相流动,虽然已有不少学者应用孔板来进行测量和研究,也取得了一定的成果,但仍在不断地开发之中。这是由于两相流体流经孔板时的流动工况较为复杂,其流动压差和流量、含气率之间的关系与流型有关。采用不同的流动模型将得到不同的计算关系式。1.均相模型应用两相流通过孔板节流装置,按绝热膨胀过程得到的流量公式为q m0=A2gp Tm其中q m0为两相质量流量,为两相流量系

2、数,为压缩系数,A为孔板开孔截面积,p T为两相混合物压差,m为两相混合物平均密度。均相流动模型把两相流体看成混合得很好的单相流体,其两相混合物的均相比容按下式计算:v m=xv g+1x v f,m=1v m故流量公式可化为:q m0=A2gp Tl1+lg1x由于两相流实际上并非是均匀的,故按上式计算会产生较大误差。一些实验表明,用均相模型求得的流量值高于实际值,在低压情况下,尤为显著。2.James R.两相流量公式James R.应用孔板测量两相流的流量,在压力为0.511.87MPa,干度为0.010.56,孔板开孔直径为14.216.8mm,管道内径为20.05mm的实验工况下,得

3、到了基于均相流模型的平均密度修正式:v m=x1.5v g+1x1.5v f将上式代入均相模型中,可得另一结果:q m0=A2gp Tm=A2gp Tl1+lg1x1.53.Chrisholm D.两相流量公式Chrisholm D.考虑了两相混合物之间的剪切力作用,得到基于分相流模型的两相混合物压差PT 与单相气相压差Pg和液相压差Pl间的关联式为PTPl=1+cX+1X2式中X=1xx (gl1/2,c=1s(lgl1/2+s(gl1/2当x<1时s=(lg1/4当x>1时s=(lg1/2在干度x=0.60.98范围内,上式误差在1%左右。假定两相流通过孔板节流装置时,各相占有一部分面积,即节流孔口面积A0应为气相所占面积A g和液相所占面积A l之和。A0=A g+A l应用单相流体的孔板流量公式,蒸汽和水单独流过孔板时的质量流量分别为q mg=A g2gp ggq ml=A l2gp ll由以上各式可推出P T P g =1+KP lP g其中K为常数。25.431.8mm,管道内径为58.4101.5mm的实验工况下,进行了大量实验,得到了K=1.26的结果,使得上式理论计算结果与实验结果很接近。q m=A02gp Tg x+1.26(1xgl上述

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