第二节 汽水两相流的流型和传热
气液两相流课件
5.2 均相流模型的摩擦压降计算
一.均相流模型计算法
➢ 两相摩擦压力梯度
dp f Ph 0
dz A
对于圆管，控制体周界长度(m)：Ph D
通流面积(m2)：A D2
4
流体与壁面的摩擦剪应力(N/m2)：
o
f
m j2
全气相摩擦压降梯度
dPf dz
l
分液相摩擦压降梯度
dPf dz
g
分气相摩擦压降梯度
dPfl 液相部分摩擦压降梯度 dz
dPfg 分气相摩擦压降梯度 dz
2 lo
全液相折算系数
2go 全气相折算系数
2 l
分液相折算系数
2g 分气相折算系数
dPf 两相摩擦压降梯度 dz
X 2 马蒂内里参数
5
第一章 两相流基本参数及其 计算 方法
1.1 基本概念 1.2 气相介质含量 1.3 两相流的流量和流速 1.4 两相介质密度及比容
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1.1 基本概念
1.物态：在某一条件下，物质存在的一种状态。 常见的物态是气态、液态和固态。有时物态 也称之为相，常见的物质三态也称为：气相、 液相、固相。
11
1.2 气相介质含量
1.2.1 定义
气相介质含量表示两相流中气相所占的份额。
1.2.2 几种表示方式
1.质量含气率x
单位时间内，流过通道某一截面的两相流体总质量 M中气相所占的比例份额。
x M M M M M
式中，M、 M分别表示气相和液相的质量流量，kg/s。
那么，质量含液率(湿度)可以表示为
4
课程目录
第一章 两相流基本参数及其计算方法（4学时） 第二章 两相流的流型和流型图（6学时） 第三章 两相流的基本方程（4学时） 第四章 截面含气率的计算（8学时） 第五章 直管的两相流压降计算（10学时） 第六章 两相流局部压降计算（2学时） 第七章 两相临界流动（4学时） 第八章 两相流流动不稳定性（2学时）
锅炉汽水两相流的流型及防止传热恶化的措施
锅炉汽水两相流的流型及防止传热恶化的措施一. 水沸腾时汽泡的形成过程锅炉中当水的温度加热到饱和温度tbh时，即产生蒸汽，饱和温度的数值决定于锅炉中水的压力的高低。
在某一已知压力下，就有一定的饱和温度数值，而且在整个沸腾过程内保持不变（只要压力不变）。
对沸腾过程进行观察，一般蒸汽泡只在加热壁面上的某些地点发生，这些地点叫作汽化核心。
这些汽化核心壁面某些粗糙不平以及锈皮、水垢等地方的凹陷部分。
汽化核心数目（汽泡数）取决于水冷壁的壁面热负荷，热负荷大，则汽化核心数目（汽泡数）也随之加多，沸腾也就愈剧烈。
在水的沸腾过程中，首先在汽化核心处形成汽泡，当汽泡在壁面形成时，汽泡内部压力将高于汽泡处部水中的压力，这个压力差即用来克服水的表面张力而形成汽泡。
当水的压力提高时，由于水的表面张力减小，则在水压力高的情况下，可使汽化核心数目增多，亦即强化了汽泡形成过程。
当单相水在垂直管中向上流动时，管中横截面上的水流速度分布是不均匀的。
由于水的粘性作用，近壁面的水流速度较低（在壁面处应为零），速度梯度较大（速度变化大）；管子中心部分的水流速度最大，速度梯度（速度变化）为零。
当近壁面水中含有蒸汽泡又不太大时，由于汽泡浮力作用，汽泡上升速度要比水速大。
由于水流速度梯度的影响，近壁面的汽泡外侧遇到较大的阻力，汽泡本身会产生内侧向上、外侧向下的旋转运动，旋转引起的压差将汽泡推向管子中心。
这样上升两相流中汽泡上各式较快，并相对集中在管子中心部位，即集中在水速较大区域。
当汽泡脱离壁面逸入水中或被管内的水带走，汽泡脱离后水又填充汽泡离开后的空穴，又重新形成汽泡，这样重复汽泡的形成、长大和脱离过程。
这个过程进行得越快，或者说频率越高，则壁面附近水层的扰动愈剧烈，放热就猛列，放热系数a2值也愈高。
二. 水冷壁管中汽水两相流的流动结构在水冷壁管内两相流中，汽和水不是均匀分布的，它们的流速也不一样。
由于管径、混合物中的含汽率和流速的不同，两组组成的流动结构也不一样。
第九章自然循环原理及计算
2019年11月20日
二、蒸发管中汽水两相流的传热
3．自然循环锅炉传热恶化分析
1）第一类
• （1）发生条件：x较小或x<0（水欠热），q较高 • （2）特征：α2急剧降低，Δtz飞升很快 • （3）水循环正常可避免
2）第二类
• （1）发生条件：x较大，q不太高 • （2）特征：α2降低，Δtz飞升 • （3）超高压以下不易发生，亚临界压力易发生 • （4）注意事项：q不高时可发生；壁温周期性波动
2．上升管系统作用在联箱中心处的压力
p2 p0 ss gh pss
3．总压差
1）下降管系统总压差 p*xj p1 p0 xjgh pxj
2）上升管系统总压差 ps*s p2 p0 ss gh pss
4．水循环计算的压差法
pe pxj
四、影响循环推动力的因素
1．饱和水、汽密度差
锅炉压力↑→ ( ) ↓→ (xj ss ) ↓→pyd↓
2．上升管中含汽率
1）上升管受热↑→产汽量↑→
ss ↓→pyd↑
2）入口工质欠焓→多吸热沸腾→产汽量↓→pyd↓
3．循环回路高度
h↑→含汽段高度↑→pyd↑
2019年11月20日
4．均匀受热垂直上升蒸发管中 两相流流型及传热工况
区域 A
B
C
D
E
F
G
流型 单相水 壁面汽泡 汽泡状 弹状 环状 带液滴环状 雾状
传热 对流 过冷核态 饱和核态沸腾 强制水膜对流 沸腾
含水 不足
工质 低于饱 壁面水饱和 全部达到饱和温度 温度 和温度 温度，管中
心欠热
管壁 稍高于 高于饱和温度 温度 水温
气液两相流动及传热应用
气液两相流动及传热应用气液两相流动及传热是指在管道或设备中同时存在气体和液体的流体流动状态，并且这两种相之间进行传热的过程。
在工程实际中，气液两相流动及传热广泛应用于多个领域，如能源、化工、生物医药、环境保护等。
下面将就气液两相流动及传热的原理、优势及应用进行详细介绍。
气液两相流动及传热的原理主要涉及两个方面，即质量传递和热传递。
首先是质量传递方面，气液两相流动的过程中，气体和液体之间会发生质量交换，即气体在液体中溶解，或液体从气体中蒸发。
这种质量交换会导致气液两相流动状态的变化，例如气体的泡状流动、液滴的产生等。
此外，质量传递还可以通过传质系数来描述，传质系数的大小决定了气液两相之间质量传递的速率。
其次是热传递方面，气液两相流动过程中的热传递可以通过传热系数来表示，传热系数的大小决定了气体和液体之间热量交换的速度。
气液传热一般包括两个方向，即气体对液体的传热和液体对气体的传热。
气体对液体的传热一般是通过气泡形成和破裂的过程中释放的热量来实现的，而液体对气体的传热一般是通过蒸发和凝结的过程中释放或吸收的热量来实现的。
气液两相流动及传热的优势主要有以下几点：1. 提高传热效率：由于气体和液体之间存在很大的界面面积，使得气液两相之间的传热效率明显高于单相流动。
通过增大传热系数，可以提高传热速率，加快物料的加热或冷却过程。
2. 增加传质速率：气液两相流动可以有效地提高物料之间的质量传递速率。
例如，在化工反应中，气液两相流动可以将气体催化剂或催化剂溶于液体中，提高反应速率和产物收率。
3. 实现混合和搅拌：由于气液两相在流动过程中会发生剧烈的搅拌和混合，可以有效地降低物料之间的温度、浓度或成分不均匀性。
这对于化工过程和生物反应的控制和优化非常重要。
气液两相流动及传热在多个领域有着广泛的应用：1. 石油和化工工业：在炼油、裂解、合成氨等过程中，气液两相流动及传热可以实现热量和质量的转移，提高反应速率和产品收率。
第二节 汽水两相流的流型和传热
一、汽水两相流的流型和传热 单相水的流动（A区）：如受热不太强烈，管内 水温低于饱和温度，此时进行的是单相水对流换热， 管壁金属温度稍高于水温。
过冷汽泡状流动（B区）：紧贴壁面的水达到饱 和并产生汽泡，管子中心处于欠热状态，生成的汽 泡脱离壁面后凝结并将水加热，壁温高于饱和温度， 进行着过冷核态沸腾传热。
蒸汽流速增大，壁温又逐渐下降。
单相汽流动（H区）：当气流中的小液滴全部汽化后，随着
不断的吸热，蒸汽进入过热状态。由于汽温逐渐上升，管壁温度
又逐渐上升。
因此，水冷壁安全的条件是：（1）具有一定的水速；（2）
具有稳定的水膜。
精选可编辑ppt
2
图10-2 均匀受热垂直上升蒸精选发可编管辑p中pt 两相流的流型和传热工况
4
（2）第二类沸腾传热恶化两类
现象：热负荷不太高时，环状流的水膜被蒸 干，传热恶化，壁温飞升
条件：x>xc
2．自然循环锅炉沸腾传热恶化特点
第一类沸腾传热恶化通常发生在含汽率较小 或水存在欠热、以及热负荷高的区域。
第二类沸腾传热恶化发生在 x 较大、热负荷
不太高的情况下，a2 的下降较第一类沸腾传热恶 化时小，因而Δt 飞升值较第一类沸腾传热恶化时
低。
精选可编辑ppt
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由于发生第二类时的热负荷比发生第一类恶化 时的低得多，因此，它发生的可能性比第一类要大得 多。
对于自然循环锅炉，在水循环正常的情况下， 水冷壁局部最高热负荷均低于其临界热负荷，因此一 般不会发生第一类沸腾传热恶化。
超高压以下的自然循环锅炉，正常情况下的水 冷壁出口工质含汽率 x 都低于临界含汽率xc，故也 不会发生第二类沸腾传热恶化。
两相流的流型和流型图
1 2 f
C
式中，m和c是两个常数，主要跟气体的入口条件有关，可 由试验来确定。一般情况下，m<1,c<1.
2）发生流向反转的条件
J 0.7
* g
3）液体被全部携带点判定条件
* Jg m
2.10 流型之间的过渡
1. 泡状流-弹状流的过渡
(1)气泡的聚结机理.气泡在碰撞聚结过程引起气泡的长 大，并最终使泡状流过渡到弹状流。确定过渡的关键使气泡 碰撞聚结的频率。
泡状流
2.弹状流
(1)特征
1)大气泡与大液块交替出现，头部呈球 形，尾部扁平，形如炮弹； 2)气弹间液块向上流动，夹有小气泡； 3)气弹与管壁间液层缓慢向下流动。 (2)出现范围 1)低压、低流速, 0.3 ，低压时气泡长 度可达1m以上； 2) P ,不能形成大气泡，当P>10MPa 时，弹状流消失； 3)出现在泡-环过渡区。
2.坐标参数
横坐标
j Fr
g
jf gd
2
j2 gd
3 0.25
y w w w
纵坐标 V 1 V
2.4 水平管中的流动型式
2.气体流量逐渐减少 当气体流量降到某一值时， 液膜开始回落到注水器以下，此 点称为流向反转点。 在流向反转点后继续减少气 体流量至某一值时，全部液体恢 复向下流动，这点称为淹没消失 点。
淹没消失点与淹没开始点所 对应的气体流量不相等，淹没消 失点所对应的气体流量比淹没开 始点对应的气体流量小，这种现 象称为淹没消失滞后。
（Mishima &Ishii）
4.乳沫状流-环状流过渡
乳沫状流向环状流的过渡可以用流向反转来表示。 其判别式与上一节相同。
目录_沸腾传热和气液两相流2rd版_徐济鋆参考资料
前言符号表绪论第一章两相流动概述第一节基本概念一、相态二、局瞬特性第二节基本分析方法一、两相流动变量的特性二、两相流场宏观特性三、基本分析方法第三节基本宏观物理量一、相标识二、基本宏观物理量三、两相流动的复杂性第二章两相流流型第一节概述第二节两相流流型分类一、垂直流动下的流型种类二、水平流动下的流型种类三、加热流道的流型分类第三节流型图一、水平流动下的流型图二、垂直流动下的流型图三、倾斜管和螺旋管内的流型判别四、复杂几何形状流道中的流型判别五、特殊工况下的一些流型判别第四节流型过渡准则一、基本无因次组合量二、Dukler半理论方法三、阻液、倒流现象与流型过渡判断四、系统暂态过程中的流型第三章两相流动基本数学模型第一节概述第二节两相流连续介质理论一、相场方程二、相界面平衡特性三、两相流场的宏观平衡特性第三节两相流动基本数学模型一、时平均场方程组二、体平均场方怪三、扩散摸型场方程四、两流体模型场方程第四节一维两相流动基本方程组一、一维两相流动扩散模型二、一维两相流动两流体摸型三、简单摸型分析法第四章空泡份额第一节概述第二节滑速比模型第三节变密度模型一、基本假定二、空泡份额关系式第四节漂移流模型一、Zuber-Findlay方法二、圆管空泡份额计算式三、讨论第五节动量交换模型第六节环状流空泡份额的解析计算方法一、纯环状流基本关系式二、气芯夹带液滴的情况第七节最小熵增模型一、不考虑壁面摩擦的情况二、考虑壁面摩擦的情况三、气芯有夹带的情况第八节混合相－单相并流模型第九节空泡份额的其他计算方法一、Apмaнл方法和苏联锅炉水力计算标准方法二、холодовcкий方法三、Hughmark方法四、Thom方法五、Lockhart－Martinelli方法六、非圆形通道关系式七、垂直下降流动下的空泡份额计算第十节欠热沸腾空泡份额计算一、Bowring方法二、Rouhani方法三、BapToломей等人的方法四、Ahmad方法五、Levy方法六、Mиpодольский方法第五章两相流动压降第一节概述第二节均相模型的流道压降计算一、简化计算式二、摩擦压降计算和均相摩擦因数第三节分相模型的流道压降计算一、分相模型摩擦压降梯度二、流道压降简化解析式第四节分相模型的摩擦压降计算一、Lockhart－Martinelli关系式二、Martinelli一Nelson关系式三、Thom方法四、Armand-Treshchev关系式第五节两相流动压降其他计算方法一、Baroczy 方法二、Chisholm 方法三、前苏锅炉机组水力计算方法四、Friedel 经验式五、实用推荐计算式第六节环状流解析计算法一、环状流动特性二、基本方程组三、几个主要变量的经脸关系式四、摩擦压降梯度第七节欠热沸腾压降计算一、欠热沸腾压降实脸研究二、低欠热沸腾区压阵计算第八节两相流动局部压降计算一、渐变接头二、突变接头三、孔板和管嘴四、弯头五、三通、阀门和其他连接管件六、讨论第六章临界流动和压力波传播第一节概述第二节单相临界流动和两相临界流动一、单相临界流动二、两相临界流动第三节两相临界流动计算方法一、两相临界流动的均相模型计算方法二、两相临界流动的分相棋型计算方法三、短管、管嘴和孔板的临界流动汁算四、讨论第四节两相流动的压力脉冲传播和声速一、基本方程式二、双组分均相模型三、单组分均相模型四、动量传递效应五、声波传播六、影响压力脉冲传播的因素第五节两相临界流动准则一、单相临界流动准则二、两相临界流动数学摸型三、两相临界流动准则讨论第七章两相流动不稳定性第一节概述第二节两相流动不稳定性分类一、各种不稳定性机理二、流动不稳定性分类第三节流动不稳定性分析方法一、线性系统动态方程稳定特性二、小扰动原理－线性传递函数三、动量积分原理四、推荐的分析方法第四节典型不稳定性分析一、Ledinegg不稳定性二、密度波不稳定性三、压降振荡四、并行流道不稳定性五、自然循环不稳定性第八章沸腾传热基本原理第一节气液两相平衡一、与液体相变有关的基本参数二、气－液两相平衡条件三、亚稳态平衡和不稳定平衡态第二节核化机理和蒸气形成一、形成气核所需的过热度二、均匀核化三、非均匀核化四、流动沸腾下的成核准则－沸腾起始点确定第三节泡核沸腾气泡生长循环—气泡动力学一、典型气泡生长循环二、等待周期三、气泡长大过程四、均匀介质内的气泡增长五、非均匀温度场内的气泡增长六、气泡脱离加热面时的直径七、气泡生成频率第四节气液交界面不稳定性一、Helmholtz 不稳定性二、Taylor 不稳定性第五节沸腾传热无因次组合量一、池内沸腾无因次组合量函数关系二、流动沸腾无因次组合量函数关系三、沸腾传热的无因次组合量第九章池内沸腾传热第一节池内沸腾概述一、池内沸腾实验二、影响池内沸腾的因素第二节泡核沸腾传热一、泡核沸腾机理模型二、泡核沸腾传热计算式第三节膜态沸腾传热一、竖直表面二、水平加热体三、球体四、影响膜态沸腾的因素第四节临界热流密度一、经验关系式二、气泡聚合模型三、流体动力不稳定性模型四、影响临界热流密度的因素第五节 Leidenfrost 现象、最小膜态沸腾温度和过渡沸腾一、Leidenfrost现象二、最小膜态沸腾温度三、过渡沸腾第十章流动沸腾传热第一节流动沸腾概述一、管内流动传热二、沸腾图三、当地流动沸腾实验曲线四、水平流道第二节欠热沸腾传热一、各恃征点计算二、高欠热沸腾传热分析三、低欠热沸腾传热分析四、欠热沸腾参数影响第三节饱和佛腾传热一、饱和泡核沸腾传热二、泡核沸腾抑止三、强制对流蒸发区传热四、饱和沸腾经验关系式第四节临界热流密度一、垂直向上流动下的临界热流现象二、垂直圆管流道临界热流参数效应三、非垂直流道内的临界热流现象四、外掠管路和多流道棒束的临界热流现象五、临界热流密度关系式第五节临界热流后传热区一、过渡沸腾二、膜态沸腾第十一章凝结第一节概述一、凝结类型二、凝结过程－液相形成第二节膜状凝结一、Nusselt 凝结理论二、Nusselt 理论之修正及拓展三、紊流膜状凝结四、具有蒸气剪切作用的凝结五、实用方程第三节水平管内膜状凝结一、水平管内蒸气凝结过程与流型二、层状流传热什算三、间歇流传热什算四、环状流传热什算五、实用计算法第四节珠状凝结一、珠状凝结机理二、珠状凝结传热计算三、讨论第五节直接接触凝结一、液池冷凝蒸气射流二、液体射流表面冷凝蒸气三、喷雾凝结第六节凝结换热强化一、凝结换热强化机理二、管外凝结换热强化三、改善管内凝结换热的方法第七节凝结换热设备一、凝结换热设备类型二、管内凝结时的压力变化三、典型冷凝器的热力计算四、冷凝器管集压降第十二章两相流动主要参数的测量原理和方法第一节概述一、气液两相流参数侧量的困难二、两相流侧量技术分类三、测量参数分级第二节压降测量第三节空泡份额的测量一、射线强度衰减法二、阻抗法三、快速关闭阀门法四、测量当地空泡份额的方法第四节两相流流量和含气率的测量一、孔板流量计二、涡轮流量计三、阻力盘或阻力网四、复合或多重传感器的组合测量装置五、示踪技术六、真实质量流量计第五节临界热流密度发生的判别一、电桥法二、热电偶三、红外线技术第六节流型的测定以下无正文仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
气液两相流的流动与传热特性分析
气液两相流的流动与传热特性分析第一章绪论气液两相流是指在管内同时存在气相和液相的流体系统，广泛存在于化工、核能、石油、环境保护等领域。
气液两相流的性质复杂，不同于单相流，具有热质传递、固液分离、波浪波跃、喷射雾化等特点，因此近年来引起了学术界和工业界的广泛研究和应用。
本文将分析气液两相流的流动和传热特性，以期为气液两相流的研究提供一定的参考。
第二章气液两相流的分类和性质气液两相流可分为气体和液体相的接触和融合两种形式。
在接触形式中，气相和液相通过界面相互接触，形成泡沫、滴、膜或者液柱等结构，这种形式的气液两相流有着非常广泛的应用，例如泡沫塔、浮选、废水处理等；而融合形式则是泡沫或液滴在固体表面形成时液滴或泡沫发生融合，形成液膜或多孔材料衬垫，这种形式也有着广泛的应用，例如沉积薄膜、吸附剂等。
气液两相流的性质有着很强的诱导物质传递的能力，液相在气液界面上具有很高的活性质量，液滴和泡沫的直径很小，故它们的表面积很大，能够大大提高物质传递的速度和效率；同时，由于气液界面的存在，气液两相流还可以通过表面活性剂的加入在各个方面得到优化。
第三章气液两相流的流动特性气液两相流的流动特性，是指流体在管内或通道内的流动规律和物质传输规律等，是气液两相流传热的基础。
气液两相流的流动特性在不同应用环境下会发生很大的变化，例如流动状态、相对速度、相分布、颗粒形状、流体性质等都可能影响气液两相流的流动特性。
气液两相流的流动过程可分为单向流动和往返流动两种形式。
单向流动是指气体和液体分别自上往下或自下往上依序流动；而往返流动则是指液体在一方向流动过后再在相反方向流动，这种运动形态可以产生较为强烈的液相运动，从而增加了物质传递的效率。
第四章气液两相流的传热特性气液两相流传热是指在气液两相流中，气体和液体相互作用，形成温度差，从而引起的热传递过程。
气液两相流的传热性能对于增加热传递效率和提升传热效果具有十分重要的意义，在工业和科学研究中都有非常广泛的应用。
自然循环原理及计算
第九章 自然循环原理及计算第一节 自然循环的基本原理一、自然循环概述由汽包、下降管、联箱、上升管等组成的循环回路中，上升管在炉内受热，管内的水被加热到饱和温度并产生部分蒸汽；而下降管在炉外不受热，管内为饱和水或未饱和水。
因此，上升管中汽水混合物的密度小于下降管中水的密度，在下联箱中心两侧将产生液柱的重位差，此压差推动汽水混合物沿上升管向上流动，水沿下降管向下流动。
工质在沿汽包、下降管、下联箱、上升管、上联箱、连接管道再到汽包这样的回路中的运动是由其密度差造成的，而没有任何外来推动力。
因此将这种工质的循环流动称为自然循环。
二、自然循环回路的总压差画出简单循环回路示意图。
下联箱中心截面A-A 两侧将受到不同的压力。
截面左侧管内工质作用在截面A-A 的静压为：gh P P xj ρ+=01 a P ( 9-1) 截面右侧管内汽水混合物作用在截面A-A 的静压为：gh P P ss ρ+=02 a P (9-2) 从式（9-1）和式（9-2）可以看出，由于ss xj ρρ〉，所以静压21P P 〉，表示截面A-A 两侧所受压力是不同的，此压力差将推动联箱内工质由左向右移动。
循环回路中，工质流动时要克服磨擦阻力和局部阻力。
现根据流体流动的基本原理分析，流动状态下联箱中心处的压力：1、下降管系统作用在联箱中心处的压力在流动时，下降管系统有流动阻力损失xj P ∆，水向下流动时在联箱中心处的实际压力1P 要比静压小xj P ∆，即xj xj P gh P P ∆-+=ρ01 a P （9-3）2、上升管系统作用在联箱中心处的压力由于上升管内工质流动是由下向上流动，联箱中心处的压力P 2应能克服上升管系统的总流动阻力ss P 和重位压差，才能使工质进入汽包，因此ss ss P gh P P ∆++=ρ02 a P （9-4）3、总压差（1）下降管系统的总压差为：xj xj xj P gh P P P ∆-=-=∆ρ01* a P （9-5）（2）上升管系统的总压差为：ss ss ss P gh P P P ∆-=-=∆ρ02* a P （9-6） 在稳定流动时，联箱中流体只有一个压差值（与汽包压力的差值），所以这两个压差值必须相等，即**ssxj P P =∆ （9-7） 式（9-7）是用来计算锅炉水循环的主要依据，这种方法称为水循环计算中的压差法。
自然循环原理及计算
2
式：
Pm
l0
1
0 (1
)
Pa
d2
0
（ 9-42 ）
考虑到两相流结构对 的影响，在计算中加入一修正系数
。
当管段中汽水混合物含汽率沿管长不变时，摩擦阻力损失按下式计算：
2
Pm
l 0 1 X(
1)
Pa
d2
（ 9-43 ）
式中的修正系数 由附录Ⅰ－3（ b）查取。
当管段中汽水混合物的含汽率沿管长变化时，按下式计算摩擦阻力损失：
管系统的总流动阻力 Pss 和重位压差，才能使工质进入汽包，因此
1 / 15
P2 P0
ss gh Pss
Pa
3 、总压差
（9-4 ）
（1）下降管系统的总压差为：
Px*j P1 P0
xj gh Pxj
Pa
（2）上升管系统的总压差为：
Ps*s P2 P0
ssgh Pss
Pa
在稳定流动时，联箱中流体只有一个压差值（与汽包压力的差值）
降管向下流动。工质在沿汽包、下降管、下联箱、上升管、上联箱、连接管道再到
汽包这样的回路中的运动是由其密度差造成的，而没有任何外来推动力。因此将这
种工质的循环流动称为 自然循环 。
二、自然循环回路的总压差
画出简单循环回路示意图。下联箱中心截面
A-A 两侧将受到不同的压力。截面
左侧管内工质作用在截面 A-A 的静压为：
P P1 Pz
Plz
Pjs
Pzw
1、流体加速压降
(9-35)
某一管段中工质的加速压降等于管段出口截面的动量与管段进口截面动量之
差：
P js
( 2 1)
两相流_第2章_两相流的流型和流型图
′j f 2 ρ
3.坐标参数 3.坐标参数
横坐标： 横坐标：分液相动压头
′j 2 = υ ′(1 − x ) 2 G 2 ρ f
纵坐标： 纵坐标：分气相动压头
2 ′′j g = G 2 x 2υ ′′ ρ
2.3垂直下降管中的气液两相流流 2.3垂直下降管中的气液两相流流 型及其流型图
一. 流型的分类
ρ ′′j g
2
三.流型图
目前广泛采用的流型图均 为二元的， 为二元的，其坐标为流动参 数或组合参数。 数或组合参数。 选用右图流型图注意 1. 实验条件 P=0.14-0.54MPa, Di=31.2mm; P=0.14-0.54MPa 流动工质是空气和水。 流动工质是空气和水。 2. 该图和应用P=3.45-6.9MPa 该图和应用P=3.45 6.9MPa, P=3.45汽水混合物在D =121.7mm管 汽水混合物在Di=121.7mm管 子中得到的实验数据符合良 好。
(2)出现范围 (2)出现范围
1)在P<Pcr，0<x<1下都可能出现； 0<x<1下都可能出现 下都可能出现； 1)在 2)发生在气相流速较高时 发生在气相流速较高时。 2)发生在气相流速较高时。
5.细束环状流 5.细束环状流
当液相流速较大时， 当液相流速较大时，气柱中液滴量 增多，使小液滴连成串，向上流动。 增多，使小液滴连成串，向上流动。与 环状流不易区分。 环状流不易区分。
流型图遵循四原则
简 易 性 原 则
主 导 性 原 则
适 用 性 原 则
发 展 性 原 则
竖直不加热管中的流型图片
水平不加热管中的流型图片
2.9 管内淹没和流向反转过程的流型
螺旋管内汽液两相流热力型脉动瞬态及时均传热
第33卷 第9期 1999年9月 西 安 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSITY Vol.33 №9 Sep.1999螺旋管内汽液两相流热力型脉动瞬态及时均传热郭烈锦,冯自平(西安交通大学,710049,西安)摘要:根据热动力推进水中兵器的研究设计要求,在中低压闭式循环系统中,以水为工质,对螺旋管锅炉反应器管内出现热力型脉动流动时的瞬态及时均传热特性变化规律进行了试验研究,描述了热力型脉动传热的基本特征和变化机制,提出了表征热力型脉动传热的一组新的准则数和传热系数的计算公式.关键词:气液两相流;热力型脉动;瞬态及时均传热;螺旋管中国图书资料分类法分类号:T K224T ransient and Time2Averaged H eat T ransfer of Steam W ater Two2Phase Q scillatory Flow in H elical Coiled Tubing Boiler2R eactorGuo L ieji n,Feng Zi pi ng(Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China)Abstract:Experiments and analyses are made for the transient and time2averaged heat transfer of steam2water two2phase flow where the process involves thermal oscillation.The experiment is conduct2 ed in a helical coiled tube at a closed2circulation loop under medium2high pressure.Non2dimensional parameters,oscillatory frequency number W o and oscillatory amplitude number A p are proposed to characterize the effects of oscillation frequency and amplitude,respectively.Based on the experimental data,a correlation is established for predicting the time2averaged heat transfer coefficient under ther2 mal oscillation conditions.K eyw ords:steam w ater t w o2phase f low;therm al oscillation;t ransient and ti me2averaged heat t ransf er;helical coiled t ube 脉动流动传热是指因系统内部的动力与热工水力特性或人工强制等因素而引发系统内部工质流量及其他相关参数产生周期性振荡的过程中的传热现象.脉动流动在自然界和工业设备中均大量存在,如人体血管中血液的流动、大气环流、火箭燃烧室的脉动燃烧、各种蒸发器热交换器及其他相变传热设备中两相流动不稳定性等均为脉动流动.脉动传热直接关系到设备的安全可靠运行,因此,对其进行研究的意义十分重大[1,2].早在70年代初,国际上就兴起了对脉动传热研收稿日期:1998Ο11Ο03. 作者简介:郭烈锦,男,1963年10月生,能源与动力工程学院动力工程多相流国家重点实验室,教授,博士生导师.基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(59725616);国家教育部跨世纪人才培养计划基金资助项目.究的热潮,Evans[3]于1973年指出,脉动流动与脉动传热研究将是今后50年内传热学领域极其重要的研究方向.20多年来,各国学者均作了许多努力,但由于脉动传热属典型的非线性瞬态过程,试验十分危险,各参数的准确测量又十分困难,瞬态过程使许多常用方法都已失效,研究工作至今尚未取得实质性的进展.国际上多数学者的工作还停留在对Lyne[4]所作的单相层流脉动流动分析结果的修正、扩展与应用上,有关单相紊流和汽液两相流脉动传热的研究则寥寥无几[5,6],与迅速发展的工业设备研究、设计和运行的要求很不相称.本文根据热动力推进水中兵器的研究设计需要,在已经深入系统地获得了螺旋管内汽液两相流中危害最大的热力型脉动产生极限、机理和特征的试验结果基础上,采用先进的测试技术与数据采集和处理技术,对热力型脉动换热过程进行了试验研究.1 试验系统和方法试验在西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室的中低压闭式循环回路上进行,试验系统和方法详见文献[6].螺旋管试验段由 15mm×2mm 的1Cr18Ni9Ti不锈钢管弯制而成,螺旋管直径D= 256mm,共8圈,总长6448mm;加热段为6圈,长4836mm.试验段进、出口各留1圈,用于消除进出口效应的影响.采用螺旋管圈直接通以低电压大电流、利用管壁电阻加热方法实现壁面热负荷条件,实验系统功率为200kW,螺旋管圈上每隔1/4圈选择一个壁温测量截面,每个截面的外壁面上对称布置8对NiCrΟNiSi热电偶.在形成稳定的热力型脉动后,由计算机和高速数据采集板采集、记录脉动过程各参数的瞬态变化,再采用本室研制开发的多维非线性管壁导热反问题快速求解算法和程序[7],计算出内壁传热系数的瞬态值和时均值.2 热力型脉动时均传热特性图1所示为热力型脉动时均换热系数h osc与两相流中液相单独流过时的换热系数h slo之比随1/ X tt的变化规律.图中X tt为Martinelli参数,由下式计算 X tt=(1-xx )0.9(ρgρl)0.5(μlμg)0.1(1)图1 热力型脉动时均换热系数与稳态值的比较由图1可见,随1/X tt的增加,热力型脉动的时均换热系数有所增加,但其最大值不及相应稳态换热系数的40%.另外,随1/X tt增大,脉动时均换热系数与稳态换热系数的差别有所减小,说明在时均温度和压力一定的条件下,两相时均干度的减小有利于脉动换热系数的提高.随两相脉动频率数W o的增大,两相时均换热系数有所减小.脉动频率越高,同一周期内壁温飞升区占总周期的份额也越高,壁面与单相蒸气接触的时间越长,总的换热效果也越差.基于类似的原因,随脉动振幅增大,壁温飞升的幅度也增大,同样使换热系数减小.图2为热力型脉动时均换热系数随振幅率A p的变化规律,由图2可明显看出这一点.图2 热力型脉动时均换热系数随振幅率的变化系统压力的升高总是使脉动的时均换热系数升高,这一点与其它几类脉动的规律基本相同.但对于04西 安 交 通 大 学 学 报 第33卷热力型脉动,系统压力的影响似乎更大.图3为两相时均换热系数随两相密度比N d =ρg /ρl 的变化关系.增加N d (相当于系统压力升高),热力型脉动的时均换热系数剧烈增大.密度比增大1倍,时均换热系数可增大2倍左右.从这一点来看,低压条件下的热力型脉动危害更大.实验数据表明,雷诺数Re =Gd/μm 对热力型脉动时均换热系数的影响很小,说明脉动换热主要取决于流体温度与壁温飞升幅度,流速增大带来的单相蒸气与壁面间对流换热的强化相对很微弱. 图3 热力型脉动时均换热系数随两相密度比的变化规律本文给出如下形式的热力型脉动时均换热系数计算式 h osc h slo=80(1000B o )(100N d )2.25W 1.41ox1.54(2)式中:B o =q w /(G 0k fg ),为时均沸腾数;N d =ρg /ρl 为时均密度比;W o =d (2πf /μm )1/2,为反映脉动频率影响的脉动频率数;d 为管内径(m );f 为脉动频率(s -1);μm =x μg +(1-x )μl ,为两相平均动力粘度(m 2/s );x 为时均干度;h osc 为脉动时均换热系数;h slo 为时均参数下两相混合物全部折算成相应压力下的饱和单相液体流过时的稳态换热系数,由下式计算 h sco dλl=0.023Re 0.8Pr 0.4[Re 0.05(d D)0.1](3)此式与实验值的相对误差在15%以内,其适用的参数范围是:脉动周期T =50～150s ;系统压力p =0.3～3.5MPa ;时均质量流速G =200～2100kg/m 2.3 热力型脉动瞬态传热特性热力型脉动是在密度波脉动之后且壁面热负荷较高时发生的,所以总伴随有高频的密度波脉动,其壁温剧烈飞升的过程也是以高频脉动的形式上升的.图4为p =0.5MPa 、Δt sub =30℃、G =585kg/(m 2・s )条件下发生的典型热力型脉动曲线.图中高频密度波脉动的周期约为1.5s ,脉动的振幅很大,而整个热力型脉动的周期为140s 左右.热力型脉动中叠加的密度波脉动周期一般在1～3s 的范围,在这样高的频率下,无论管内工质干度如何,热量沿径向的扩散都会被抑制,使两相换热系数严重下降,导致壁面蓄热量的增加.当壁面蓄热量达到一定程度时,必然会导致壁温的飞升.由此可见,密度波脉动时较低的时均换热系数是导致并维持长周期热力型脉动的主要原因.或者说,高热负荷时密度波脉动的高频特性使热量沿两相流体径向的扩散受抑制,从而导致了长周期的热力型脉动.由图4可以看到,热力型脉动可按流速的变化分为2个明显不同的区域,即流速下降区(A 区)和流速上升区(B 区).在A 区的起始段,两相混合物做高频的波动,脉动过程的平均流速有所下降,但下降幅度很小.之后,两相流速边做高频脉动边下降,并逐渐达到流速的最小值.在此过程中,系统压力、试验段压差、流体温度等均上升到最大值,而管壁温度则基本不变.这说明,壁温飞升并不是在流速最低点处发生,而有一滞后.随后流速又开始快速回升,从而进入B 区,在流速上升的同时,系统压力、试验段压差、流体温度等均随之下降.当流速增加到下降前的数值时,由于惯性并不能在该点稳定下来,而是继续增加,而正是在此时壁温开始升高,随之进入壁温飞升区.流速达最大值时,管壁温度也达最大值,而流体温度变化却不大.3.1 流速下降区(A 区)在图4中的A 区,两相流体做高频密度波脉动,各主要参数如系统压力、试验段压差、流体温度及管壁温度等均做类似的脉动,且脉动的振幅和周期都较均匀.脉动的高频特性使流体焓的径向传播受到抑制.由于脉动过程中系统压力及饱和温度等有缓慢的升高,两相流体的换热量增大,所以出现壁温及管壁蓄热量基本保持不变而入口流速下降的情况.入口流速的下降又导致平均干度的升高,系统压14第9期 郭烈锦,等:螺旋管内汽液两相流热力型脉动瞬态及时均传热力也达到最高,在不致于引起壁温飞升的情况下,两相流换热系数在高频脉动的过程中达到最大.3.2 流速上升区(B 区)流速开始上升时,系统压力和流体温度开始下降.一方面,压力的降低使换热系数有下降的趋势; 图4 热力型脉动中各主要参数及换热系数随时间的变化规律另一方面,流速的升高又使脉动换热系数趋于升高.两个因素共同作用,使此时的换热系数基本保持不变.当流速升高到超过下降前的水平时,系统压力达到了最小值,相应地两相饱和温度也下降到最小值.但此时因流速升高,两相干度变化不大,而流体温度的下降使换热系数降低,管壁蓄热量增大,从而形成壁温的剧烈飞升.当管壁蓄热量增大到一定程度时又剧烈释放,形成类似于压力降脉动那样的雾状流动.由于此过程流体仍保持高频的脉动,雾状流并不稳定,出现雾状流和环状流交替的情况,所以,这个过程中换热系数达整个周期的最小值,但仍然高于压力降脉动中壁温飞升时的换热系数. 当管壁蓄热量释放完后,两相换热系数开始回升,整个流动系统逐渐恢复到高频密度波脉动的区域,从而开始下一个周期的脉动.由上面的分析可见,在热力型脉动过程中,高频密度波脉动时径向热扩散的抑制及由壁面蓄热而导致的壁温飞升是使换热系数下降的主要原因.4 结 论(1)热力型脉动时的传热系数十分低,其最大值不及相应时均稳态值的40%.(2)两相时均干度的减小使脉动传热与稳态传热系数的差值也减小.(3)两相频率数的增大使时均传热减小,振幅率的增大也使传热系数减小,但压力升高使传热系数升高.(4)热力型脉动过程中叠加的高频密度波脉动使热焓沿径向的扩散受到抑制,从而降低了传热系数.参考文献:[1] Hamakiotes C C ,Bergles S A.Periodic flows throughcurved tubes :the effects of the frequency parameters.J Fluid Mech ,1990,201:353～370.[2] Chung J H ,Hyun J M K.Heat transfer from a fully de 2veloped pulsating flow in a curved pipes.Int J Heat Mass Transfer ,1994,37(1):42～52.[3] Evans N A.Heat transfer through the unsteady laminarboundary layer on a semi 2infinite flat plate.Int J Heat Mass Transfer ,1973,6:567～580.[4] Lyne W H.Unsteady viscous flow in a curved pipe.JFluid Mech ,1971,45:13～31.[5] Guo L J ,Chen X J ,Feng Z P ,et al.Transient heattransfer in a helical coiled tube with pulsatile fully devel 2oped turbulent flow.Int J Heat Mass Transfer ,1998,41:2867～2875.[6] 冯自平,郭烈锦,陈学俊1卧式螺旋管压力降脉动瞬态及时均传热特性研究.核科学与工程,1998,18(1):1～7.[7] 白博峰,郭烈锦,陈学俊1最小二乘原理求解多维瞬态导热反问题1计算物理,1997,14(4Ο5):696～698.(编辑 蒋慧姝)24西 安 交 通 大 学 学 报 第33卷。
汽液两相流讲稿2
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
说 明:
气液两相流的流型
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
环状流动
*气液流量都增大，块状流型；
*气相流量较高时,发展为核心雾状 流动,壁面有液膜的雾式环状流型。
2.2
气液两相流的基本方程式
d 2 dP gdSin d D 2
1 g 1 '' ' '' '' ' ' dP dF dF dSin f f d G '' '' G ' ' f f f
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 流体的压降组成 重位压降 加速压降
重位压降可表示为：
g '' ' ' dPzw '' '
gdSin
gdSin 1
' ' ''
hs gdSin
hs
2.2
气液两相流的基本方程式
气液两相流的流型识别及其对传热的影响
气液两相流的流型识别及其对传热的影响气液两相流指的是气体和液体同时存在的流体。
在实际应用中，气液两相流广泛存在于生产、科研和工业生产等领域中，如汽车发动机、炼油装置、化工反应器等。
对气液两相流的研究，是实现流体控制和输运的关键之一。
气液两相流的流型识别是研究气液两相流的重要方向之一。
流型指的是在气液两相流中形成的不同流动状态。
通过对不同流型的识别与分析，能够对两相流的流动特性和传热情况进行更加深入的研究。
由此可以进一步探讨气液两相流在热工工程中的应用和优化。
不同的流型对传热有着不同的影响。
在气液两相流热传过程中，泡式流型的传热系数最大，涡流流型次之，膜式流型传热系数最小。
因此，在热流体系统中，选择不同的流型有利于优化整个系统的传热效果。
气液两相流的流型可以分为单相流和多相流。
单相流是指气体流体或液体流体单独存在的情况，而多相流则是指气液两相同时存在的流动状态。
在多相流中，气液两相的界面形态会对流态的变化产生显著的影响。
这主要是由于气液间的表面张力力所引起的。
基于这一特点，研究者们提出了许多基于气液界面形态的流型划分方法。
其中，常用的包括视觉识别法、传感器测量法等。
视觉识别法最初是利用摄像机记录气液两相的运动过程，再通过数字图像处理技术进行识别。
但该方法受到成本和数据处理量等因素的限制。
传感器测量法是利用不同的传感器对气相和液相进行测量，并通过不同参数的对比判断出流型。
这种方法优点在于数据精度高，但实际操作难度较大。
流型识别方法的应用，对于热交换器等传热设施的优化有着重要作用。
基于对不同流型特征的理解，开发新型气液两相流传热设备可以改善整个过程中的传热效果。
例如，修正或添加散热片、增加液相作为传热介质、利用电场等办法，均是常用的对不同流型进行优化调整的方式。
总之，气液两相流的流型识别对于实现流体控制、优化传热效果具有重要作用。
通过不同的识别方法进行分析，可以开发新型气液两相流传热设备和制定不同的传热策略，促进气液两相流的应用，在工业化和科研领域中发挥更大的作用。
气液两相流与沸腾传热笔记-李双双
《气液两相流与沸腾换热》读书笔记姓名：李双双学号：1110209148专业：工程热物理日期：2012.4.18前言林宗虎老师的《气液两相流与沸腾换热》一书对管内沸腾做了较为全面的介绍，对于初学者掌握整体的思路有较好的作用，这也是我为什么选择这本书的原因。
本笔记是在阅读林老师此书的时候根据自己的理解对每章的内容做了简要的归纳，最后写下了阅读本书的读后感。
读完本书后虽然已经对管内沸腾有了基本的了解，但是想要深入了解仅仅本书是不够的，还需课下阅读更多相关书籍和文献。
第一章绪论新增内容:1、气液两相流体横掠柱体的漩涡脱落特性2、管道内强制对流换热的强化方法3、气液两相测试技术和多相流研究进展两相流定义：存在变动分界面的两种独立物质组成的物体的流动。
可以分为气液两相流、气固两相流、液固两相流，此外，两种不同组分的液体的共同流动也属于两相流范畴。
两相流这一术语首先出现于美国一些研究生论文中，1943年，苏联首先将这一术语应用于正式出版的学术刊物上。
在1930-1940年期间，发表了一些研究气液两相流不稳定行及锅炉水循环中气液两相流动问题的经典型文献。
1940-1950年期间，不禁对双组份气液两相流的流动阻力等问题进行了研究，而且还将研究工作深入到具有热交换的单组份气液两相流领域。
气液两相流和传热学科的形成和发展是和工程技术的进展密切相关的。
气液两相流的基本参数-P18第二章气液两相流的流型和流型图气液两相流体在水平管中流动时的流型种类比垂直管多，这主要是由于重力的影响使两相有分开流动的倾向造成的。
本书介绍了两相流体在水平、垂直、倾斜、U型管、螺旋管、垂直上升狭槽、水平管束、孔板和文丘里管（研究不充分）等中的流型及流型图。
气液逆流中的现象：液泛和回流（对于反应堆的安全性研究有重要意义）液泛：在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，气体从下往上流动。
当气体的流速增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液泛。
气液两相流体流动与传热研究
气液两相流体流动与传热研究随着科技的不断发展，气液两相流体的流动与传热问题也日益受到人们的关注。
气液两相流体是指在一个封闭的容器内同时存在气体和液体两种物质，这两种物质之间会相互作用，并且会对流体的流动和传热产生影响。
如今，气液两相流体已经被广泛应用于工业领域，如石化、电力、冶金、汽车等领域。
本文将从气液两相流体的基本特点、流动和传热机理、研究方法等多个方面对气液两相流体进行探讨。
一、气液两相流体的基本特点气液两相流体是指由气体和液体组成的流体系统，具有相互作用、集聚、分散等特点。
气液两相流体的基本特点包括：相互作用、动力学行为、分布、物理性质等。
1. 相互作用：气液两相流体中，气体和液体之间会存在相互作用，如表面张力、静电等作用，这些作用力会影响到气液两相流体的流动和传热。
2. 动力学行为：气液两相流体具有一定的动力学行为，如液滴的运动、气泡的生成和破裂等，这些运动也会对气液两相流体的流动和传热产生影响。
3. 分布：气液两相流体的分布状态也非常重要，如气泡和液滴的分布密度、大小等会对气液两相流体的流动和传热产生影响。
4. 物理性质：气液两相流体的物理性质也比较复杂，如密度、粘度、导热系数等都会随着气液相对含量的变化而发生变化，这些物理性质也会影响到气液两相流体的流动和传热。
二、气液两相流体的流动和传热机理气液两相流体的流动和传热机理非常复杂，它涉及到多个领域的知识，如流体力学、热传导、相变等。
气液两相流体的流动和传热机理主要表现为以下几个方面。
1. 乱流：由于气液两相流体的非线性性和复杂性，流动可能会产生乱流，这会导致气液两相流体的速度和温度分布不均，从而影响到传热效果。
2. 相变：在一定的温度和压力条件下，气液两相流体中的气体和液体可能会相互转化，如水和蒸汽之间的相变，这种相变会对气液两相流体的传热产生重要影响。
3. 界面传热：气液两相流体中，液体和气体之间有一定的界面，这个界面上会发生传热现象，如表面传热、蒸发、凝结等都是在界面上发生的。
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热恶化时低。
由于发生第二类厚时德的精热业负荷求实比发创新生第一类 恶化时的低得多，因此，它发生的可能性比第一类 要大得多。
对于自然循环锅炉，在水循环正常的情况 下，水冷壁局部最高热负荷均低于其临界热负荷， 因此一般不会发生第一类沸腾传热恶化。
超高压以下的自然循环锅炉，正常情况下
的水冷壁出口工质含汽率 x 都低于临界含汽率xc，
故也不会发生第二类沸腾传热恶化。
亚临界压力的自然循环锅炉，其水冷壁内 工质的实际含气率相对较大，很接近其临界含汽率 值，故发生第二类沸腾传热恶化的可能较大。
3．沸腾传热恶化的防止措施厚德 精业 求实 创新 （1）保证一定的质量流速 （2）降低受热面的局部热负荷 （3）采用内螺纹管 （4）加装扰流子
因此，水冷壁安全的条件是：（1）具有一定的水速；（2） 具有稳定的水膜。
厚德 精业 求实 创新 图10-2 均匀受热垂直上升蒸发管中两相流的流型和传热工况
二、汽水两相流的沸厚腾德 传精业热求恶实 化创新
1．沸腾传热恶化的现象及发生条件
（1）第一类沸腾传热恶化
现象：热负荷很高， 在过冷沸腾区，汽泡生成速 度过快，管中心为水，贴壁 层为一圈水膜，传热恶化， 壁温飞升。
饱和汽泡状流动结构（C区）：管内工质已达 到饱和状态，传热转变为饱和核态沸腾传热，此后 生成的汽泡不再凝结，沿流动方向的含汽率逐渐增 大，汽泡分散在水中。
弹状流动结构（D区）：随着汽泡增多，小汽泡在管子中心 聚合成大汽弹，形成弹状流型，汽厚德弹与精汽业弹之求实间有创水新层。
环状流型（E区和F区）：当汽量增多汽弹相互连接时，就形 成中心为汽而周围有一圈水膜的环状流。环状水膜减薄后的导热 能力很强，成为强制水膜对流传热，热量由管壁经强制对流水膜 传至管子中心汽流与水膜之间的表面上，而水在此表面上蒸发。
第二节 汽水两相厚流德的流精业型和求实传热创新 一、汽水两相流的流型和传热
单相水的流动（A区）：如受热不太强烈，管 内水温低于饱和温度，此时进行的是单相水对流换 热，管壁金属温度稍高于水温。
过冷汽泡状流动（B区）：紧贴壁面的水达到 饱和并产生汽泡，管子中心处于欠热状态，生成的 汽泡脱离壁面后凝结并将水加热，壁温高于饱和温 度，进行着过冷核态沸腾传热。
雾状流型（G区）：当壁面上的水膜完全被蒸干后就形成雾 状流。这时汽流中虽仍有一些水滴，但对管壁的冷却作用不够， 传热恶化，管壁金属温度突然升高，此后随汽流中水滴的蒸发， 蒸汽流速增大，壁温又逐渐下降。
单相汽流动（H区）：当气流中的小液滴全部汽化后，随着 不断的吸热，蒸汽进入过热状态。由于汽温逐渐上升，管壁温度 又逐渐上升。
图10-5 内螺纹管结构
图10-6 内螺纹管降温效果 光管；2—内螺纹管；
tbh—饱和温度；tnb—内壁温度
厚德 精业 求实 创新
图10-7 扰 流子结构
图10-8 扰流子降温效 果
p=18.5MPa； ρw=1500kg/(m2•s)
1—无扰流子，
q=500kJ/m2；2—装扰 流子，q=400kJ/m2；
条件： q>qc
图10-3 传热恶化示意图 （a）第一类沸腾传热恶化；
（b）第二类沸腾传热恶化
（2）第二类沸腾传厚德热恶精ห้องสมุดไป่ตู้化两求类实 创新
现象：热负荷不太高时，环状流的水膜 被蒸干，传热恶化，壁温飞升
条件：x>xc 2．自然循环锅炉沸腾传热恶化特点
第一类沸腾传热恶化通常发生在含汽率 较小或水存在欠热、以及热负荷高的区域。