气液两相流-第1章-绪论课件

气液两相流气液两相流Gas-Liquid Two-Phase Flow 气液两相流Gas-Liquid Two-Phase Flo 内容概要内容概要2绪论绪论两相流的基本理论两相流的基本理论流型流型管内气液两相流的阻力计算管内气液两相流的阻力计算1234内容概要2绪论两相流的基本理论流型管内气液两相流的阻力计算1 内容概要内容概要3截面含气率截面含气率环状流解析环状流解析两相流的不稳定性两相流的不稳定性5679强制对流沸腾换热的强化传热方法强制对流沸腾换热的强化传热方法8气液两相流测量技术气液两相流测量技术内容概要3截面含气率环状流解析两相流的不稳定性5679强制对 第一章：绪论第一章：绪论4l1.1-两相流定义两相流定义l1.2-气气液两相流的工程应用液两相流的工程应用l1.3-气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容l1.0-课程概述课程概述第一章：绪论41.1-两相流定义1.2-气液两相流的工程应用 气液两相流广泛存在于能能源源与与动动力力工工程程、石石油油、化化工工、核能、冶金核能、冶金、环境工程、环境工程等领域中。第一章：绪论第一章：绪论5本课程主要考虑和解决的问题本课程主要考虑和解决的问题什么是气液两相流什么是气液两相流？其基本理论是什么？其基本理论是什么？其基本的实际应用（如阻力计算、其基本的实际应用（如阻力计算、相份额计算）相份额计算）?当前的当前的最新进展如何最新进展如何？气液两相流广泛存在于能源与动力工程、石油、化工、核能、冶金、第一章：绪论第一章：绪论林宗虎，王树众，王栋.气气液液两两相相流流和和沸沸腾腾传传热热，西安交通大学出版社，2003.4Hetsroni,G.Handbook of multiphase Systems，McGraw-Hill,NewYork,1982 2.Liquidgas systems，by Hewitt,G.F.and Ishii,M.鲁钟琪等译，“多相流和传热手册多相流和传热手册”，机械工业出版社鲁钟琪 编著.两相流与沸腾传热两相流与沸腾传热，清华大学出版社，2002.1Hewitt,G.F.Measurement of Two-phase parameters,Academic Press,1978主要参考文献主要参考文献第一章：绪论林宗虎，王树众，王栋.气液两相流和沸腾传热，西6 Chishlom,D.Two-phase Flow in pipelines and heat exchangers,Longman House,1983Butterworth,D.(英)两两相相流流与与传传热热,原子能出版社，1985 (陈学俊等译)黄素逸，魏保太.气气液液两两相相流流动动与与传传热热，华中理工大学出版社，1989张远君等.两两相相流流体体动动力力学学基基础础理理论论及及工工程程应应用用，北京航空学院出版社，1987郭烈锦 编著.两两相相与与多多相相流流体体动动力力学学，西安交通大学出版社，2002.12第一章：绪论第一章：绪论主要参考文献主要参考文献Chishlom,D.Two-phase Flow in7 1.1 两相流定义两相流定义u物质有三相（三种形态）：气、液、固相（等离子体、超临界流体 目前可成为物质的第四相）。1.1.定义定义（1）相相具具有有相相同同成成分分和和相相同同物物理理、化化学学性性质质的的均均匀匀物物质质部分部分,也可以说相是物质的单一状态也可以说相是物质的单一状态。u 更通俗但不太符合逻辑的说法是：在同质或异质物体或系统中存在相界面的独立物质称为相。（2）两两相相系系统统由由任任意意两两种种存存在在相相界界面面的的独独立立物物质质组组成成的物体或系统都称之为两相物体或两相系统的物体或系统都称之为两相物体或两相系统。1.1 两相流定义物质有三相（三种形态）：气、液、固相 8 气气液液两两相相流流：如雨、雾、汽水饮料（啤酒）、石油天然气、沸水流动等液液固固两两相相流流：如泥石流、河床砂的流动；流冰、流砂、泥浆、河流湖泊中固体污染物的扩散等。气气固固两两相相流流：煤粉空气流（气力输送和燃烧）、烟、尘埃、沙尘暴、空气中的固体悬浮物的扩散。液液两相流液液两相流：含水原油的流动（油水流动）1.1 两相流定义两相流定义气液两相流是最复杂的一种两相流系统气液两相流是最复杂的一种两相流系统两两相相流流它的相界面很容易变形、不规则；相间传质（如蒸发、冷凝）；气相的可压缩性。A气液两相流：如雨、雾、汽水饮料（啤酒）、石油天然气、沸水流动9 单单组组分分的的气气液液两两相相流流：气、液两相是同一种物质。如水水蒸汽、FreonFreon蒸汽。双双组组分分的的气气液液两两相相流流：由不同组分的两种相组成。如空气水流动、空气油的流动等多多组组分分的的气气液液两两相相流流：如石油天然气流动（石油、天然气中存在不同种类的物质组成）1.1 两相流定义两相流定义10两两相相流流B根据物质组分的情况，又可将气液两相流分为：根据物质组分的情况，又可将气液两相流分为：单组分的气液两相流：气、液两相是同一种物质。如水水蒸汽、F u该术语最早出现于20世纪30年代美国美国一些研究生论文中u1943年，苏联苏联首先将其用于正式出版的学术刊物上u美、苏、德在20年代年代，日本于50年代年代开始研究u中国于60年代年代开始研究气液两相流的相关问题1.1 两相流定义两相流定义u由三种或三三种或三种以上的存在相界面的独立物质组成的系统u油水气流动（三相）u油水气砂的流动（四相）两两相相流流C多多相相流流D该术语最早出现于20世纪30年代美国一些研究生论文中1.1 11 1.2 1.2 气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用蒸发管中的两相流动、两相传热蒸发管中的两相流动、两相传热汽水分离汽水分离 -百页窗分离器、旋风分离器等集箱集箱和分和分叉叉管中的两相流分管中的两相流分配特配特性性 流量的大小影响到各管中的传热量和壁温蒸发管中的两相流不稳定性蒸发管中的两相流不稳定性 集箱间各管中的流量脉动会造成传热恶化和管束振动能源动力工程、石油、化工、冶金、核能、制冷、环境保护、航空航天、生命医学等领域。(1)动动力力工工程程1.2 气液两相流的工程应用蒸发管中的两相流动、两相传热12 各各式换热式换热器器、反反应应器器、精精馏塔塔中的两相流动和传热问题。中的两相流动和传热问题。冷凝和蒸发问题冷凝和蒸发问题塔塔设备中的气体中的气体吸收吸收、液体、液体精精馏、液体、液体萃取萃取以以及及搅拌槽拌槽或或鼓泡塔鼓泡塔中的中的化学化学反反应应过程程1.2 1.2 气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用（2）化学工程）化学工程(3)石油、天然气工石油、天然气工业油气两相输送（油气两相输送（海海上上长距距离输送）、天然气输送（离输送）、天然气输送（会会产生凝析油）生凝析油）热热注注法法采采油（蒸汽、水两相流动）、油（蒸汽、水两相流动）、聚聚合物或合物或泡沫泡沫驱油油两相流两相流设备：两相流：两相流泵、段塞段塞流流捕集器捕集器、分离、分离器器、两相流、两相流仪表表等。等。各式换热器、反应器、精馏塔中的两相流动和传热问题。冷凝和蒸发13(3)核核反反应应堆堆堆芯冷却时的两相流动和传热问题，特点是高热负荷、复杂通道中的两相流动和传热(4)钢厂厂中中钢胚的汽化冷却（热的坯料）、淬火等。(5)电子制子制造造超超大规模集成电路的冷却（急遽蒸发、冷却问题）射流冲击冷却、微热管传热等。(6)环境工环境工程程大气中（固液）悬浮物（气溶胶）的扩散机理（湍流扩散模型）（灰、烟尘、酸雨的形成扩散）。水体中固体污染物或液体污染物的扩散。1.2 1.2 气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用气液两相流的工程应用(3)核反应堆堆芯冷却时的两相流动和传热问题，特点是高热负14 设计计者者要要设计出有计出有竞争争力的力的产品品（如高效换热器、两相仪表、安全经济的锅炉产品等）运行者运行者保保持持最最佳运行佳运行工况，工况，避免事故避免事故。（如油气混输操作）1.3 1.3 气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容研究目的和工业应用相结合的研究表现数数值模模拟软件件的开发的开发提供设计和运行监控的数值依据设备的研制的研制及及其其运行模运行模拟如两相分离器、混合器、分配器、两相流泵、段塞流捕集器；换热器、反应器、精馏塔等。两相或多相流两相或多相流仪表表的开发的开发如：多相流量仪表、相份额测量仪表、流型识别仪等。设计者要设计出有竞争力的产品（如高效换热器、两相仪表、安全15 1.3 1.3 气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流的流型气液两相流的流型压力压力降降研究研究：摩擦摩擦压力压力降降，加速加速压力压力降降，重位重位压压力力降降和和局局部压力部压力降降相份额计算相份额计算两相流的分离与两相流的分离与混混合合蒸发管中的水动力蒸发管中的水动力特特性和性和脉脉动动1.3 气液两相流（流体力学部分）的研究内容气液两相流的16谢谢 谢谢西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学能源与动力工程学院谢 谢西安交通大学能源与动力工程学院