汽液两相流讲稿2.ppt

1、2.2 气液两相流的基本方程式,第二章 气液两相流基础,在单项流体力学中， 最常用基本方程式为,质量守恒方程式 动量守恒方程式 能量守恒方程式,气液两相流动中,2.2 气液两相流的基本方程式,1、将两相流动作为一元流动处理。,不考虑两相流体因流动而产生的压降对比容的影响,一、简化条件,2、两相流动视为等压过程。,在建立流动方程时，只考虑流速和压力在流动方向的变化，不考虑径向变化。 在流通截面上各点的流速和压力都相同。,3、采用两种最基本流动模型。,4、假设沿管长热负荷是均匀的。,均相流动模型 分离流动模型,吸热量与管长成正比,均相流动模型 分离流动模型,2.2 气液两相流的基本方程式,均相流动

2、模型 两相均匀混合流动的模型。将两相流体看作是均质的单相流体，应用单相流体力学的各种方程式。 最简单的处理方法。 分离流动模型 两相完全分开流动的模型。先对两相分别建立流动方程式，再将两相方程式合并。,2.2 气液两相流的基本方程式,二、基本方程式,1、质量守恒方程式,在稳定流动时，任意截面G相同,2.2 气液两相流的基本方程式,2、动量守恒方程式,（1）均相流动模型动量守恒方程式,作用于流体上的力 = 流体动量变化率,2.2 气液两相流的基本方程式,（2）分离流动模型动量守恒方程式,2.2 气液两相流的基本方程式,动量守恒方程式表明：作用于每相的合力应等于该相动量的变化率。,气相（液相）的动

3、量守恒方程式,2.2 气液两相流的基本方程式,压降 = 流动阻力压降 + 流体重力压降 + 流体惯性力压降,流动阻力 重位压降 加速压降,流体的压降组成,2.2 气液两相流的基本方程式,摩擦力可表示为：,根据简化条件，压力、流速只在流动方向有变化。,用每相所占的截面积的关系式来表示,2.2 气液两相流的基本方程式,重位压降可表示为：,2.2 气液两相流的基本方程式,加速压降可表示为：,2.3 气液两相流的流型,一、两种性质的流动,两相流体的流动有两种：强迫流动和浮泡流动。,2.3 气液两相流的流型,气液两相流体在绝热或受热管中流动时，因压力、流量、热流密度和管道几何形状不同会形成各种流动结构形

4、式，简称流型。,二、什么是流型？,由于不同的流型具有不同的水动力学和传热特性，因而研究并设法预测管内气液两相流流型，对于两相流设备的设计和运行工作十分重要。,2.3 气液两相流的流型,三、垂直上升管中的流型,1.细泡状流型 在X较小时，细小气泡散布在液体中。,2.气弹状流型 气弹间有小气泡，气弹与管壁有液膜。,3.块状流型 当X增大，气弹发生分裂，成块状流型。,4.带纤维的环状流型 管壁液膜较厚且有小气泡。管中心是气，气流中有细小液滴，形成长条纤维。,5.环状流型 管壁液膜变薄，气相中有细小气泡。,6.雾状流型 当X=1管壁液膜汽化，气相中有细小液滴。,2.3 气液两相流的流型,三、水平管中的

5、流型,1.细泡状流型 由于重力影响，细泡在上部。,2.气塞状流型 当流量增加，小气泡合并成气塞。,3.分层流型 发生于流量均小时,分开流动,两相间有平滑分界面。,4.波状分层流型 当气相流量较高时，两相分界面出现流动波。,5.气弹状流型 气相流量再增加会形成气弹，在上部。,6.环状流型 当气相流量很高，液相流量较低时出现环状流型。,2.3 气液两相流的流型,受热水平管中的流型,1.单项液体（略低于饱和温度） 2.细泡状流型 3.气塞状流型 4.气弹状流型 5.波状分层流型 6.环状流型,2.3 气液两相流的流型,说 明: 1.在波状区,管子上部会周期性发生时而与气,时而与液接触现象-间歇式液态（间歇式干壁），应避免。 2.环状区，管子上部与气接触也是不利的。 3.气相在管子上下分布不对称(1m/s),当进口流速较高时，不对称性得到改善，流速愈高愈对称，流型愈接近垂直管流型。 4.当壁温使液膜汽化时，水平管也会出现雾状流型。 5.微倾斜管与水平管流型相似，二者避免采用。,在下降管中下降流动时，也出现泡状、弹状、环状流动。 *在下降流动细泡状流型与上升管不同，气泡散布在整个截面。 *当液相流量不变而气相流量增加时，细泡聚集成气弹。 *气液流量较小时，有一层液膜，下降液膜流型； *液相