反应堆热工水力学10

1、6 两相流分析,6.1 描述两相流的物理量 6.2 两相流输运方程 6.3 两相流水力学分析 6.4 两相流传热分析,13:45:20,两相流,2,什么是两相流？,两相流分类 分析两相流的重要性 分析两相流的方法 混合物流动模型 均匀流模型 漂移流模型 两流体流动模型,13:45:20,两相流,3,6.1 描述两相流的物理量,1. 定相函数 如果某一时刻空间某一点r处是k相状态，k表示汽（v）或液（l）。那么定相函数定义为 r处是k相。 r处不是k相。,13:45:20,两相流,4,6.1 描述两相流的物理量,2. 体积平均算子,对于某一相k处在的空间Vk内，该相内的体积平均值为,假如该物理量

2、c是液相水的密度 ，上面两个式子分别代表什么？,13:45:20,两相流,5,6.1 描述两相流的物理量,3. 面积平均算子,对于某一相k处在的面积内，定义某一物理量c在该相内的面积平均值为,13:45:20,两相流,6,6.1 描述两相流的物理量,4. 时间平均算子,积分范围的选择要考虑两个方面的因素，对于某一相k，某一物理量c在该相内的时间平均值定义为,13:45:20,两相流,7,6.1.2 体积平均量空泡份额,空间平均,时间平均,时空平均,13:45:20,两相流,8,两相密度,有了空泡份额的定义后，我们不难得到：,思考：水物性骨架表中可以查到的水和水蒸气的密度是哪个量？,13:45:

3、20,两相流,9,6.1.2 体积平均量含汽率,静态质量含汽率 在一个静止的空间内水蒸气占据的质量比,这样定义的静态质量含汽率是一个体积平均量,13:45:20,两相流,10,平衡态含汽率,汽液处于相平衡状态下的含汽率,平衡态含汽率可以是负值，也可以大于1。,13:45:20,两相流,11,6.1.2 体积平均量混合物密度,某一空间内水和水蒸气的混合物的密度,13:45:20,两相流,12,6.1.3 面积平均量截面含汽率,流通截面上汽相所占据的面积份额,13:45:20,两相流,13,6.1.3 面积平均量流动含汽率,可以分为流动质量含汽率和流动体积含汽率 汽相或液相在某一时刻流过某一截面j

4、的质量流量为,进行时间平均,13:45:20,两相流,14,流动质量含汽率,蒸汽质量流量占总质量流量的比称为流动质量含汽率 ，对于一维流动的情况 ： 一维情况下，可以利用流动质量含汽率来计算质量流密度。所谓质量流密度，是指单位时间内流过单位面积的某一相的质量,13:45:20,两相流,15,质量流密度,对于液相有 对于汽相有 z点的混合物的平均质量流密,13:45:20,两相流,16,体积流密度,还可以利用流动质量含汽率来计算体积流密度。所谓体积流密度，是指单位时间内流过单位面积的某一相的体积，对一维情况下的液相，有 气相,13:45:20,两相流,17,流动体积含汽率,蒸汽体积流量占总体积流

5、量的比率,13:45:20,两相流,18,6.1.3 面积平均量滑速比,汽相与液相的速度比，定义i方向的滑速比为 在汽相与液相分别均匀分布的情况下，有,13:45:20,两相流,19,一维情况,根据以上的定义可知，一维情况下滑速比、流动质量含汽率和空泡份额之间具有一定的关系，知道其中的任意两个量就可以得到第三个量，它们之间的关系是,13:45:20,两相流,20,13:45:20,两相流,21,6.2 两相流输运方程一维混合流,6.2.1 一维混合流方程 混合流指的是把两相看成是一种混合物，用混合物的参数来描述两相流，例如均匀流模型和漂移流模型都属于混合流模型 1. 质量方程 或,13:45:

6、20,两相流,22,6.2 两相流输运方程,2. 动量方程,13:45:20,两相流,23,6.2 两相流输运方程,3. 能量方程 假设流体内沿流动方向的轴向导热可以忽略，并且流体的膨胀功可以忽略，壁面的摩擦力和流体内的粘性力以及重力所做的功都很小，也可以忽略。,13:45:20,两相流,24,6.2 两相流输运方程三维分离流,质量方程,13:45:20,两相流,25,6.2 两相流输运方程三维分离流,动量方程,13:45:20,两相流,26,6.2 两相流输运方程三维分离流,能量方程,13:45:20,两相流,27,小结：,描述两相流的方法 两相混合物参数 各种面积平均和体积平均参量 两相流输运方程,13:45:20,两相流,28,习题,6.1 沸水堆运行压力为7.2MPa，燃料组件出口处的流动质量含汽率为0.15，质量流量为17.5kg/s，面积为0.012m2，滑速比为1.5，计算,13:4