两相流复习思考题.doc
两相流动习题
习题集1 什么是质量含汽率和容积含汽率？如何计算？答 质量含气率指：各相质量与总质量流量之比称为质量含气率或质量相分数。
在气液两相流系统中，气相介质的质量在气液两相介质的总质量中所占的比例为质量含气率，热力学称它为饱和蒸汽的干度x ，即ml mg mg m mgq q q q q x +==其值在0～1之间变化。
很显然，气液两相流中的质量含气率与质量含液率之和是1。
所以1-x 为质量含液率或湿饱和蒸汽的湿度。
容积含汽率指：流过任一截面上气相介质体积流量与两相混合物的体积流量之比为体积含气率β，热力学称它为湿蒸汽的容积干度，即vl vg vg v vgq q q q q +==β其值在0～1之间变化。
1-β为容积含液率或湿蒸汽的容积湿度。
2 什么是气液两相流流型？研究它的意义是什么？答 定义：气液两相流体在绝热或受热管道中流动时,因压力、流量、热流密度和管道几何形状的不同会形成各种流动形式,简称流型。
意义：由于不同的气液两相流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存在气液两相流的工业设备的设计和运行是十分重要的。
3 根据经验图，确定竖直上升管中的流型，参数： X=0.4, G=100,L ρ =1000, G ρ=20 。
答： 计算公式以及上述参数，计算如下：LL L x G J ρρ222)1(-==3.6G G G x G J ρρ222==80根据上述数据，查表可知：该流型属于块状流型。
4 为什么要研究两相流的不稳定性？答： 流动不稳定性”是指恒振幅或变振幅的流动振荡，广义地说，还包含零频率的流量漂移。
沸腾流道因含气率变化，常常因浮力或者流体容积发生变化，导致两相流道振荡。
这类振荡与机械系统中的振动相似，质量流速、压降和空泡（气泡）相似于机械系统中的质量、激发力和弹簧。
按此比拟可知，流量与压降之间的关系，对流动稳定性起着重要作用。
任何沸腾、冷凝或其他两相流动过程都不希望出现流体动力不稳定性现象。
两相流基础
图4-13 输量33.9 kg/s时，φ559×14.3英买7混输管道气相和液相速度分布
计算结果示例
图4-16 输量24.26 kg/s时，φ610×17.5迪那混输管道持液率分布 图4-17 输量24.26 kg/s时，φ610×17.5迪那混输管道气相和液相速度分布
含气率和含液率
作业：质量含气率(x)与截面含气率(φ)之间的关系
另设：在相同的管路内，只有液相流动，其质量 流量也是 G 即：
2 φlo ， 下压降梯度的比值为全液相折算系数，以表示
⎛ dp ⎞ ，压降梯度为⎜ dl ⎟ 。定义这两种情况 ⎝ ⎠ lo
2 φ l0 =
2.分液相折算系数 设：水平管路内气液两相沿管共流，其质量流量 为 G ，在管长 dl 段内的压降为 dp ，压降梯度 为 dp dl 。
质量含气率(干度)与质量含液率（湿度） 质量含气率x——流过管路流通截面上的气相质量流量 与气液混合物总质量流量之比
WG x= W
质量含液率（1-x）
含气率和含液率
体积含气率和体积含液率
体积含气率（ β ）表示流过管路流通截面上的气相体积 流量与气液混合物总体积流量之比，即：
β＝QG/Q =QG/(QL+QG)
体积含液率（ λL ），无滑脱持液率 λL = 1－ β= QL/(QL+QG)
含气率和含液率
截面含气率和截面含液率
截面含液率(当地体积含液率)HL 管路流通截面上，液相流通面积与管路总面积之比
HL=AL/A 截面含气率（ φ ）
φ＝ AG /A = AG/(AL + AG)
含气率和含液率
三种含气率之Biblioteka 的关系§4-2 混输管路的特点和处理方法
石油气液两相管流 课程复习
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第四章 油藏流体高压物性计算
1. 天然气压缩因子。 一定温度和压力条件下，一定质量气体实际占有的体积与 在相同条件下理想气体占有的体积之比。 实际气体与理想气体的差别。 Z<1 Z＝1 Z>1 实际气体较理想气体易压缩 实际气体成为理想气体 实际气体较理想气体难压缩
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第四章 油藏流体高压物性计算
课程复习
•一、名词解释(每小题3分，共18分) •二、判断题(每小题1分，共10分) •三、简答题(每小题5分，共30分) •四、问答题(每小题8分，共32分) •五、论述题（10分）
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•强调实际应用的课程 •准确理解基本概念 •掌握多相管流压力和温度分布的计算方法 •将所学应用到工程实际中
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第一章
3. 流动型态及流型图的定义 4. 流型的两类区分方法以及相互关系 5. 相速度与折算速度的区别。 6 . 质量含气率与体积含气率之间的差别。
绪论
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第一章
7. 真实含气率与真实含液率的定义。 8.真实含气率与体积含气率间的关系。
绪论
课程复习
第一章
9. 流动密度与真实密度的定义。
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第七章 倾斜气液两相流计算
气液两相倾斜管流中，持液率与倾角有怎样的 依存关系？原因是什么？
这是因为重力和粘滞力对液相的综合影响所 致。在上坡流动中，当管子角度沿正方向增加 时，作用在液体上的重力使液体的流速减小， 因而增加了滑脱和持液率。随着角度的进一步 增加，液体在管子里全部搭接起来，减少了两 相之间的滑脱，因而也减小了持液率。在下坡 流动中，当角度沿着负方向增加时，使液体的 流速增，因而减小了持液率。随着角度沿负方 向的进一步增加，有更多的液体与管壁接触， 粘性的拖拽使得液体的流速减小，持液率增加。
两相流基础
WG x= W
质量含液率（1-x）
含气率和含液率
体积含气率和体积含液率
体积含气率（ β ）表示流过管路流通截面上的气相体积 流量与气液混合物总体积流量之比，即：
β＝QG/Q =QG/(QL+QG)
气相和液相的折算速度小于相应的气液相实际速度
滑动比、滑移速度、漂移速度
滑动比（s）
uG s = uL
滑移速度（slip velocity）或滑差
uslip = uG − uL
滑动比、滑移速度、漂移速度
漂移速度（drift velocity）
uDL = uL − uM
uDG = uG − uM
含气率和含液率
体积含气率(β)与质量含气率(x)
β=QG /Q =QG/(QL+QG) ＝uSG /(uSG +uSL)
WG uSG ρG uSG x= = = WG + WL uSG ρG + uSL ρ L u + u ρ L SG SL
ρG
∵ ρ L > ρG
∴ β >x
含气率和含液率
体积含气率(β)与质量含气率(x)之间的关系
l0
( dl ) dp ( dl )
dp
( )
§4-1 混输管道的流动参数和技术术语
在相同的管路内，只有液相流动，其质量流量 为 Gl = G (1 − x ) ，压降梯度为 ⎛ dp dl ⎞ ，则把混输管 ⎜ ⎟ ⎝ ⎠l ⎛ dp ⎞ 路压降梯度 dp dl 与 ⎜ dl ⎟ 之比定义为分液相折算 ⎝ ⎠l 2 系数，以 φl 表示，即：
两相流答案(终极版)
《两相流理论》学习思考题一、填空题1、按状态划分，流态化可分为散式流态化、聚式流态化（鼓泡流态化）、三相流态化三种。
2、气固颗粒系统中，非正常流态化主要有腾涌、沟流、分层、气泡过大。
3、传热的动因是存温度差，传质的动因是物质浓度不均匀。
传热有热传导、热对流、热辐射三种基本形式。
4、流化床中的传热可分为低温对流和沸腾高温传热两种情形，后者又包括对流和辐射两类。
5、气固流化床床层与容器壁面或其它埋设传热表面间的传热由、、三部分组。
6、外力场流态化系统有振动流态化、磁场流态化、搅拌流态化等。
（电场流态化、脉动流态化、离心力场流态化）7、气体分布器的主要类型有直孔式分布板、弧形分布板、填充式分布板、喷嘴与泡帽型分布板、管式分布器、无分布板的旋流式喷嘴等。
8、分布板的压降和开孔率是设计布风板时主要确定的参数。
9、布风板的临界压降指能使流体均匀分布，并具有良好稳定性的最小压降。
10、流化床的主要测量参数有床层密度、气泡、固体颗粒流量、压力等。
11、气固流化床的压力和压降通常用U型管压力计来测量，需在压力计插口配置过滤器，以防止粉尘进入。
12、当振动周期小于形成一个完整气泡所需时间时，振动流化床可以最大限度地抑制破碎气泡的生成。
二、简述和论述题1、两相流类型及主要研究方法。
两相流类型：通常根据构成系统的相态分为气液系、液液系、液固系、气固系等。
气相和液相可以以连续相形式出现，如气体-液膜系统；也可以以离散的形式出现,如气泡-液体系统，液滴-气体系统。
固相通常以颗粒或团块的形式处于两相流中。
研究方法：大量理论工作采用的是两类简化模型：①均相模型。
将两相介质看成是一种混合得非常均匀的混合物，假定处理单相流动的概念和方法仍然适用于两相流，但须对它的物理性质及传递性质作合理的假定；②分相模型。
认为单相流的概念和方法可分别用于两相系统的各个相，同时考虑两相之间的相互作用。
两种模型的应用都还存在不少困难，但在计算技术发展的推动下颇有进展。
两相与多相流动力学-考试复习题答案
2008级研究生课程“多相流动力学“考试复习大纲1.自然界和工业界中的两相流主要包括哪几种？并各举一例说明之气液两相流：相变换热工质；气固两相流：沙尘暴；液固两相流：河流；液液两相流：石油开采。
2. 试说明下列各组概念的物理意思，并用公式建立它们之间的互推关系：1）质量流量、质量流速和质量相含率质量流量是指单位时间内流过通道总流通截面积的流体质量，用W表示；质星流速是单位流通截面积上的质量流量，用G表示；各相质量流量与总质量流过之比称为质量相含率或质量相分数，用x表示。
W = W1 + W2;G = W / A;G1 = W1 / A;G2 = W2 / A;x = Gg / G = Wg / W.2）容积流量、容积流速和容积相含率容积流量是指单位时间流过通道总流通截面积的流体容积，用Q表示；容积流速是单位流通截面积上的容积流量，又称折算速度，是容积流量除以通道总流通面积A，用J表示；容积相含率是指各相容积流量与总样积流量之比，用b表示。
Q = Q1 + Q2 = W1/p1 + W2/p2J = Q/A = J1 + J2J1 = Q1/A = W1 / (p1 A)J2 = Q2/A = W2 / (p2 A)b = Qg / Q = x/[x + (1 - x)pg / p l]3）各相真实流速各相容积流量除以流动中各相各自所占流通截面积即为各相的真实流速。
v i = Q i / A i4）真实相含率或截面相含率某相的流动在任意流通截面上所占通道截面积与总的流通截面积之比称作该相的真实相含率或截面相含率，用a表示。
a = Ag / A5）滑动比、滑移速度、飘移速度和飘移流率两相流中各相真实速度的比值称为滑动比。
S = v g / v l滑移速度是指两相流各相真实速度的差，用v s表示v s = vg– vl= Jg / a – Jl/ (1 - a)漂移速度是指轻相(如气相)速度与两相混合物平均速度v H之差，用v D表示v D = v g– v H漂移流率是指滑移速度v s两边乘以通分后的分母项，消去分母后的等式，用j D表示，有j D = (vg - v l)a(1-a) = Jg(1 - a) – J l a3. 什么是物质的“相”？从宏观上看，物质的相的性质特点是什么？相同成分及相同物理化学性质的均匀物质部分称为相。
化工原理答案第三版思考题陈敏恒
化工原理答案第三版思考题陈敏恒(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--4.什么是传质简要说明传质有哪些方式传质是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程。
3.在传质理论中有代表性的三个模型分别为双膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论。
5. 根据双膜理论两相间的传质阻力主要集中在相界面两侧的液膜和气膜中，增加气液两相主体的湍流程度，传质速率将增大。
8、操作中精馏塔，保持F,q,xF,D不变，（1）若采用回流比R小于最小回流比Rmin，则xD减小，xW增大（2）若R增大，则xD增大, xW减小 ,L/V增大。
9、连续精馏塔操作时，增大塔釜蒸汽用量，而回流量及进料状态F,xF,q不变，则L/V变小，xD变小，xW变小。
10、精馏塔设计时采用的参数F,q,xF,D,xD,R均为定值，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量增大，塔内实际上升蒸汽量增大，精馏段液汽比增大，所需理论板数减小。
11、某精馏塔的设计任务：原料为F,xF，要求塔顶为xD，塔底为xW，设计时若已定的塔釜上升蒸汽量V’不变，加料热状况由原来的饱和蒸汽改为饱和液体加料，则所需理论板数NT 增加，精馏段上升蒸汽量V 减少，精馏段下降液体量L 减少，提馏段下降液体量L’ 不变。
（增加、不变、减少）12、操作中的精馏塔，保持F,q，xD,xW,V’,不变，增大xF,，则：D变大,R变小,L/V变小（变大、变小、不变、不确定）1.何种情况下一般选择萃取分离而不选用蒸馏分离萃取原理: 原理利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度互不相溶的溶剂中的不同，用一种溶剂(溶解度大的）不同，用一种溶剂(溶解度大的）把溶质从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，从另一种溶剂（溶解度小的）中提取出来，再用分液将它们分离开来。
分液将它们分离开来再用分液将它们分离开来。
两相流流量测量实验报告
电磁流
量 计 修 含气率 QG
QL
正值
αA
(m3/hr)
(m3/hr) (m3/hr)
4.110
0.373 1.533 2.577
4.030
0.169 0.680 3.350
3.310
0.244 0.809 2.501
2.990
0.106 0.316 2.674
3964.17
10 0.26
0.5
0.76 10.20
1242.29
从结果得知，在前 4 组数据中，含气率较小，拟合得到误差在 10%以内，而 当含气率继续增大时，误差越来越大，最后 4 组含气率很大时，其误差竟达到 1000%以上。这是因为我们的拟合公式是在单相水实验条件下推导出来的，所
以当两相流含气率越低，其越接近于于单相水流动。而一旦含气率增加，电磁 流量计结果就完全不可用了。
QM Ao
2 M po
（5－1）
其中， QM QL QG 是气、液混合物的体积流量， QL 和 QG 分别是液和气的体积
流量； M L (1 A ) G A 是混合物的密度， L 和 G 分别是液和气的密度，
A 是截面平均含气率。
对于压差测量管段，有：
p2 L gH p1 p2 M gH p f
1、答：前面已提到，孔板前实验管段内的绝对压力
PG 0.1MPa MgH（1.2m），也即根据水箱表面压力向下推断估算出来的。
2、答：泡状流更满足均相流的假设，因为泡状流气泡多而小，其与液相水 混合更均匀，这也就更接近于均相流。
序
单
相
孔板电
测压段
两相流复习思考题
《两相流理论》学习思考题一、填空题1、按状态划分，流态化可分为、、三种。
2、气固颗粒系统中，非正常流态化主要有、、、。
3、传热的动因是，传质的动因是。
传热有、、三种基本形式。
4、流化床中的传热可分为和两种情形，后者有包括和两类。
5、气固流化床床层与容器壁面或其它埋设传热表面间的传热由、、三部分组成。
6、外力场流态化系统有、、等。
7、气体分布器的主要类型有、、、等。
8、和是设计布风板时主要确定的参数。
9、布风板的临界压降指。
10、流化床的主要测量参数有、、、等。
11、气固流化床的压力和压降通常用来测量，需在压力计插口配置，以防止粉尘进入。
12、当振动周期时，振动流化床可以最大限度地抑制破碎气泡的生成。
二、简述和论述题1、两相流类型及主要研究方法。
2、传热的三种基本形式，各自的特点及关系。
3、颗粒的特征参数。
4、简述颗粒或颗粒群的主要物理特性及现象。
5、不同雷诺数的圆球形物体的阻力计算。
6、气固流化床中气体与单颗粒及粒群间的传热过程。
7、影响流化床床层与壁面间传热的主要因素。
8、简述流化床床层与壁面间的“膜控制传热机理”。
9、简述流化床床层与壁面间的“固体颗粒传热+边界层传导机理”。
10、造成流化床不稳定性的原因有哪两类？各与哪些因素有关？11、结合聚式流化床的缺点，简述在流化床中设置内构件的作用。
12、颗粒流体两相流系统中颗粒与流体的相互作用。
13、简述临界流态化速度的实验确定方法。
14、根据Murray模型，描述气泡形状及其周围气体和颗粒的流型。
15、简述磁场流化床（MFB）具有较好稳定性的三大原因。
16、经典流态化类型的两种常用判别法。
17、从工艺、结构、操作等方面，分析影响颗粒流态化质量的因素。
18、结合图示，分析低压降分布板形成的流化床压降的不稳定性。
19、气固颗粒系统的流态化过程，并指出各阶段的特点。
20、气固流化床的两相流理论。
21、快速流态化的形成过程及其特点。
22、散式流态化的主要特点，聚式流态化散式化的主要方法。
两相流基础学习知识复习资料题
总复习题目一、名词解释牛顿流体：切应力与剪切变形率成正比的流体。
非牛顿流体：粘滞系数不是常数，或者要达到屈服应力才能运动的流体。
漂移速度：某相介质的速度与混合物速度之差。
v cg=v g−v，v cl=v l−v阻液和倒流：在直立管的气液两相流中，当向上的气流速度高到某极限值时，液体只随气流向上流动，不向下流动，即阻液现象；此时若降低气流速度，直到液体又开始向下流动，即倒流现象。
等容粒径：与泥沙颗粒体积相同的球体直径。
沉降粒径：与泥沙颗粒密度相同、沉速相等的球体直径。
球形度：非球形颗粒接近球形的程度。
Ψ=A s/A p摩擦阻力：由切应力产生，主要发生在边界层内的阻力。
压差阻力：主要由于流体绕曲面体或有锐缘棱角的物体流动时，边界层分离产生漩涡所造成的阻力，与物体形状有关，又称为形状阻力。
输送浓度：两相流体通过管道输送到目的地后的浓度。
当地浓度：某一瞬间在某一体积或某一质量两相流中固体的含量。
速度松弛和温度松弛：气体-颗粒流中有不同的温度和不同的速度，以致两相间发生相互作用，使它们的速度、温度逐渐接近，最终达到某相对平衡状态的过程。
平衡流/冻结流：速度、温度松弛时间比所研究课题的特征时间短/长得多的气固两相流。
干涉沉降/自由沉降：固体颗粒在有限/无限流体空间内的沉降。
水力坡度：两相流中固体物料一般在紊流中输送，其悬浮程度主要取决于紊流扩散有关的浆体流速同时某一压力下，浆体在管道流动中必须克服与管壁产生的摩擦力和湍流时层间的阻力，统称摩擦阻力损失，也即水力坡度。
含沙量：单位体积的浑水中所含的干沙的质量。
固液两相流体的稠度：体积稠度：固体体积流量与液体流量之比。
c t=Q s/Q f质量稠度：固体质量流量与液体质量流量之比。
c z=ρs Q s/ρf Q f宾汉流体：切应力达到某屈服应力时才开始发生剪切变形，但变形率也是常数的固液两相流体。
伪塑性流体/涨塑性流体：流动曲线的坡度随剪切变形率增加而减小/增加的流体。
流体力学多相流自学课后复习
流体⼒学多相流⾃学课后复习多相流及其应⽤1.两相与多相流的定义与分类在物理学中物质有固、液、⽓和等离⼦四态或四相。
单相物质的流动称为单相流，两种混合均匀的⽓体或液体的流动也属于单相流。
同时存在两种及两种以上相态的物质混合体的流动就是两相或多相流。
在多相流动⼒学中，所谓的相不仅按物质的状态，⽽且按化学组成、尺⼨和形状等来区分，即不同的化学组成、不同尺⼨和不同形状的物质都可能归属不同的相。
在两相流研究中，把物质分为连续介质和离散介质。
⽓体和液体属于连续介质，也称连续相或流体相。
固体颗粒、液滴和⽓泡属于离散介质，也称分散相或颗粒相。
流体相和颗粒相组成的流动叫做两相流动。
⾃然界和⼯业过程中常见的两相及多相流主要有如下⼏种，其中以两相流最为普遍。
(1) ⽓液两相流⽓体和液体物质混合在⼀起共同流动称为⽓液两相流。
它⼜可以分单组分⼯质如⽔—⽔蒸⽓的汽液两相流和双组分⼯质如空⽓—⽔⽓液两相流两类，前者汽、液两相都具有相同的化学成分，后者则是两相各具有不同的化学成分。
单组分的汽液两相流在流动时根据压⼒和温度的变化会发⽣相变。
双组分⽓液两相流则⼀般在流动中不会发⽣相变。
⾃然界中如下⾬时的风⾬交加，湖⾯和海⾯上带雾的上升⽓流、⼭区⼤⽓中的云遮雾罩。
⽣活中沸腾的⽔壶中的循环，啤酒及汽⽔等夹带着⽓泡从瓶中注⼈杯⼦的流动等都属于⽓液两相流。
现代⼯业设备中⼴泛应⽤着⽓液两相流与传热的原理和技术，如锅炉、核反应堆蒸汽发⽣器等汽化装置，⽯油、天然⽓的管道输送，⼤量传热传质与化学反应⼯程设备中的各种蒸发器、冷凝器、反应器、蒸馏塔、汽提塔，各式⽓液混合器、⽓液分离器和热交换器等，都⼴泛存在⽓液两相流与传热现象。
(2) ⽓固两相流⽓体和固体颗粒混合在⼀起共同流动称为⽓固两相流。
空⽓中夹带灰粒与尘⼟、沙漠风沙、飞雪、冰雹，在动⼒、能源、冶⾦、建材、粮⾷加⼯和化⼯⼯业中⼴泛应⽤的⽓⼒输送、⽓流千燥、煤粉燃烧、⽯油的催化裂化、矿物的流态化焙烧、⽓⼒浮选、流态化等过程或技术，都是⽓固两相流的具体实例。
两相流答案（终极版）
两相流答案（终极版）《两相流理论》学习思考题⼀、填空题1、按状态划分，流态化可分为散式流态化、聚式流态化（⿎泡流态化）、三相流态化三种。
2、⽓固颗粒系统中，⾮正常流态化主要有腾涌、沟流、分层、⽓泡过⼤。
3、传热的动因是存温度差，传质的动因是物质浓度不均匀。
传热有热传导、热对流、热辐射三种基本形式。
4、流化床中的传热可分为低温对流和沸腾⾼温传热两种情形，后者⼜包括对流和辐射两类。
5、⽓固流化床床层与容器壁⾯或其它埋设传热表⾯间的传热由、、三部分组。
6、外⼒场流态化系统有振动流态化、磁场流态化、搅拌流态化等。
（电场流态化、脉动流态化、离⼼⼒场流态化）7、⽓体分布器的主要类型有直孔式分布板、弧形分布板、填充式分布板、喷嘴与泡帽型分布板、管式分布器、⽆分布板的旋流式喷嘴等。
8、分布板的压降和开孔率是设计布风板时主要确定的参数。
9、布风板的临界压降指能使流体均匀分布，并具有良好稳定性的最⼩压降。
10、流化床的主要测量参数有床层密度、⽓泡、固体颗粒流量、压⼒等。
11、⽓固流化床的压⼒和压降通常⽤U型管压⼒计来测量，需在压⼒计插⼝配置过滤器，以防⽌粉尘进⼊。
12、当振动周期⼩于形成⼀个完整⽓泡所需时间时，振动流化床可以最⼤限度地抑制破碎⽓泡的⽣成。
⼆、简述和论述题1、两相流类型及主要研究⽅法。
两相流类型：通常根据构成系统的相态分为⽓液系、液液系、液固系、⽓固系等。
⽓相和液相可以以连续相形式出现，如⽓体-液膜系统；也可以以离散的形式出现,如⽓泡-液体系统，液滴-⽓体系统。
固相通常以颗粒或团块的形式处于两相流中。
研究⽅法：⼤量理论⼯作采⽤的是两类简化模型：①均相模型。
将两相介质看成是⼀种混合得⾮常均匀的混合物，假定处理单相流动的概念和⽅法仍然适⽤于两相流，但须对它的物理性质及传递性质作合理的假定；②分相模型。
认为单相流的概念和⽅法可分别⽤于两相系统的各个相，同时考虑两相之间的相互作⽤。
两种模型的应⽤都还存在不少困难，但在计算技术发展的推动下颇有进展。
汽液两相流复习纲要
汽液两相流复习纲要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中气相所占的比例份额。
2、容积含气率β：单位时间内流过通道某一截面的两相流总容积中，气相所占的比例份额。
3、截面含气率α（空泡份额）：两相流中某一截面上，气相所占截面与总流道截面之比。
4、容积含气率β与截面含气率α的区别：β是容积流量比，表示流过通道截面的气相容积份额。
α是体积比，表示存在于流道中的气相容积份额。
由于气液两相介质的流速并不相同，故二者不等。
5、两相流的总质量流量：单位时间内流过任一流道截面的汽液混合物的总质量。
6、质量流速G：流道单位截面通过的质量流量。
7、容积流量V：单位时间内流经通道任一流通截面的汽液混合物的容积。
8、折算速度j：单位流道截面上的两相流容积流量，也表示两相流平均流速。
9、气（液）相折算速度：意义是假定两相介质中的气（液）相单独通过同一通道时的速度。
10、漂移速度：各项的真实速度与两相混合物平均速度的差值。
11、漂移通量：表示各相相对于平均速度j运动的截面所流过的体积通量。
12、循环速度：与两相混合物总质量流量相等的液相介质流过同一截面通道时的速度。
13、循环倍率K：单位时间内流过截面某一通道的两相介质总质量与其中气相质量之比。
物理意义是：循环多少次全部变成蒸汽。
14、两相介质的流动密度：单位时间内流过流道某一截面的两相介质质量和体积之比。
15、两相介质的比容：单位时间内流过流道某一截面的两相介质体积和质量之比。
16、什么叫流型？其影响因素有哪些？两相流的流型是指汽（气）液两相流动中两相介质的分布状况。
影响因素：1质量含气率、压力、质量流速、流速2流道是否存在热交换3流道结构4流动方向。
17、垂直上升不加热管的流动形式？什么是泡状流、弹状流、环状流？五种流型：泡状流、弹状流、乳沫状流、环状流、细束环状流；泡状流特征：1气相不连续，液相连续；2气泡大多是圆球形；3管道中部气泡密度较大；4出现范围：低含气率区（一般阿尔法小于0.3）弹状流特征：1大气泡与大液块相间出现，且呈弹状；2气泡与壁面被液膜隔开；3大气泡尾部常出现许多小气泡；4出现范围：中等截面含气率和流速相对较低的情况下。
2010-2011两相流动与沸腾传热——答案
一、基本概念、原理题（每题5分，共45分）1、在一个充满水的管道各位置上，以稳定流率注入气泡（如图1所示），以使沿管长方向气泡密度（气泡数，bubble population / density ）按如下函数分布：201b b z N N L ⎡⎤⎛⎫=⨯+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦式中：L —沿z 轴向的管长；0b N —管道入口处()0z =气泡密度。
试问：(1)在0z =处的固定观察者所见气泡密度变化率是多少？(2) 以恒速0v 运动的观察者所见气泡密度变化率是多少？解：(1)由于观察者固定，故气泡密度固定为0b N ，因此，气泡密度变化率为0。
(2)0z v t =⋅，故有()2001b v t N t N L ⎡⎤⎛⎫=⨯+⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦，所以200002222b b v t v z dNN N dt L L ==。
图 12、简要说明相速度、表观速度、相对速度、漂移速度、扩散速度以及漂移流密度的定义及其物理意义。
解： 1) 相速度：每一相的真实相平均速度，即,v l v l v v l lm mu u A A ρρ==； 2) 表观速度：每单位流道截面上的体积流量，是一种经截面权重后的平均速度，即：,v l v l v l m mj j A Aρρ== 3) 相对速度：两相之间的相对速度，一般气相较快，故定义相对速度为：r v l vl lv u u u u u =-==-4) 漂移速度：各相速度与两相混合物（体积）平均速度之差，即：(),,kj k v l u u j k v l j j j =-==+其中5) 扩散速度：相速度与两相混合物质心平均速度之差，即：,,vl km k m m m m u u j k v l j A +⎛⎫=-== ⎪⎝⎭其中 6) 漂移流密度：任一相相对于两相(体积)平均速度运动而通过单位横截面的体积流量，又常称为漂移体积流密度，即：()()()()()()()()()()111111lv l l v l r vl v v v l r lv vlj u j u u u u j u j u u u u j j αααααααααααα=--=----=--=-=---=-=-3、请推导空泡份额α与质量含气率x 之间的关系；定性画出x α-曲线；分别计算压力为0.1MPa 与6.8MPa 的蒸汽—水混合物系统中，水蒸汽的质量含气率0.2x =，滑速比1S =(在0.1MPa 与6.8MPa 下，v l ρρ分别约为1/2700与1/20.6)时对应的空泡份额α；并基于这一算例与定性曲线简要分析x α-的数量关系。
两相与多相流动力学-考试复习题
2010级研究生课程“多相流动力学“考试复习大纲1．自然界和工业界中的两相流主要包括哪几种？并各举一例说明之。
2．试说明下列各组概念的物理意思，并用公式建立它们之间的互推关系：1）质量流量、质量流速和质量相含率2）容积流量、容积流速和容积相含率3）各相真实流速4）真实相含率或截面相含率5）滑动比、滑移速度、飘移速度和飘移流率3．什么是物质的“相”？从宏观上看，物质的相的性质特点是什么？4．给出水平管内气/水两相流中可能出现的几种流型的定义。
试分析环状流转变的机理及影响因素。
5．什么是相界面？并举例说明什么是界面现象。
6．什么是界面浓度？它与什么现象或因素有关。
常用的界面浓度测量技术有哪些？并比较这些测量技术的优缺点。
7．给出连续波与动力波的定义，以及这两种波动的的特征。
试分析激波反射前后的压力变化。
8．请定量分析气体通过锐孔射入无限大的液体形成喷射锥时，必然会有液体夹带的这一现象。
9.试说明在垂直上升管的气液两相泡状流流动型态下，细小气泡为什么具有向管道中心聚集的趋势？并给出单个气泡的受力分析和表达式。
10.均相模型、分相模型和漂移模型各有什么特点？适用于什么场合？11.什么叫临界流量？给出临界流的定义，并说明它与两相流中声速的关系，同时分析影响两相流声速的主要因素。
12．流体颗粒系统的流动状态有哪几种？13．颗粒相分布密度通常有哪几种表示方法？14．试分析刚性球体颗粒在流体运动中所受到的各种作用力，并分析解释这些力的成因，写出各个力的表达式。
15．影响颗粒传热的因素分别有哪些？16．液体雾化稳定性的影响因素有哪些？17. 什么是颗粒的终端速度？对于无限大介质中的一个孤立的球形颗粒，其直径为D，阻力系数为C D，颗粒和介质的密度分别为ρg、ρl，是推导其终端速度V t的表达式。
18．试分析沸腾两相流系统中流动不稳定性的种类和脉动形式，并对其机理加以分析和数学描述。
给出2种主要的流动不稳定性防止方法并予以物理机理或数学形式的解释。
多相流思考题1
问：压强的准确定义（从分子数和碰撞动能入手）
答：
从热力学的角度：热力学研究对象都是有大量微观粒子所组成的宏观物质系统。
气体的宏观性质是指实验中可观测的物理量，例如气体的温度、内能、热容量、压强。
这些宏观量都是大量分子无规则运动的集体效应和平均效果。
气体压强p 是指气体对容器单位面积的正压力，它是气体无规则宏观碰撞的平均效果。
理想气体状态方程式：根据分子运动论，对理想气体分子运动物理模型，用统计学方法得出的气体压力p 的定义为：
2
322
c m N p '= 其中：N 表示13m 体积内的分子数；m '表示每个分子的质量；c 为分子平移运动的均方根速度。
故，2
2
c m N '表示13m 中全部分子的移动动能，大小完全由温度来确定。
综上：分子数N 越大，压强p 也就越大；温度越高，分子运动越剧烈，分子的碰撞动能2
2
c m N '越大，压强p 也就越大。
能源系统中的气液两相流-复习大纲
复习大纲考试题型：1. 名词解释2. 选择题3. 简答题4. 推导题5. 计算题复习要点：第一章 两相流基本参数及其计算方法1. 质量含气率x （热平衡含气率）、容积含气率β、截面含气率α、滑移比S 的定义及计算式。
2. 气液两相的真实速度（W ''、W '）、折算速度（g J 、f J ）、漂移速度（gm W 、fm W ）和漂移通量（gm J 、fm J ）的定义及计算式。
3. 循环速度和循环倍率的概念；为什么蒸汽发生器的循环倍率应大于4-4.5？4. 两相介质的流动密度m ρ和真实密度o ρ、两相介质的比容m υ的表达式。
5. 两相流特性参数的分类。
6. 证明α、β和x 、S 之间的关系式。
7. 对于均匀加热通道，如何确定沸腾段的长度？第二章 两相流的流型和流型图1. 什么叫流型？其影响因素有哪些？2. 垂直上升不加热管中的流型有哪五种？其各自的特征是什么？3. 垂直上升加热管中的流型有哪些？与不加热垂直上升管的区别？4. 水平不加热管中的流型有哪六种？试说明弹状流和塞状流的区别。
5. 什么叫淹没起始点？液体全部被携带点？流向反转点？淹没消失点？第三章 两相流的基本方程1. 什么叫分相流模型？其基本假设是什么？2. 什么叫均相流模型？其基本假设是什么？3. 几点规律：（1）在单相流和均相流模型中，动量方程和能量方程的各项对应相等且含义相同；而分相流模型中，动量方程和能量方程的各项不相等且含义也不同。
（2）对于分相流模型，动量方程中的摩阻项只表示流体与管壁间由于摩擦产生的机械能损失，而能量方程中的摩阻项既包括与壁面间的摩阻，也包括截面上由于汽液摩擦产生机械能损失。
（3）对于绝热流动的等截面通道，加速压降为0。
第四章截面含气率的计算1. 混合相-单相并流模型的基本思想及假设？适用的典型流型？2. 变密度模型的基本思想及假设？适用的典型流型？3. 漂移流模型的基本思想和基本假设？分布参数C o和加权平均漂移通量的物理含义？4. 试根据漂移流模型推导出S与< >之间的关系。
第四章相平衡思考题.doc
第四章相平衡思考题1.纯氮气和空气算一个相吗？【解】纯氮气和空气各算一个相。
2.当两个相的温度相同但压力不同时，两个相能达到平衡吗？如果两相的压力相同而温度不同，两相能达到平衡吗？【解】一般而言，当系统达到热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学平衡。
具体到相平衡，其条件是各物质在两相屮的化学势相同。
影响化学势的因素有温度和压力，达到相平衡时一般温度和压力亦相等。
如果温度相同，而压力不等同样有达到相平衡的可能，如渗透系统；同样地，在压力相同而温度不同的情况下，也应该有达到相平衡的可能性。
3.在抽空的真空容器中，有一定量的NH.HS ( s),加热后NH-HS ( s)分解，试说明组分数和自由度。
【解】分解反应为NHHS ( s) - NH ( g) +HS ( g),组分数K = 3・1 - 1 = 1 ,自由度f = 1・2 + 2=1 o4.恒温恒压下，某葡萄糖和氯化钠同时溶于水屮，用一张只允许水通过的半透膜将此溶液与纯水分开。
当系统达到平衡后，系统的自由度为多少？【解】广=3-2+1 =2 o5.说明物系点和相点的区别，什么时候物系点和相点是统一的？【解】物系点表示系统的组成，而相点表示系统相的组成。
当系统是单相的时候，两者是重合的。
6.图4・2屮，当系统处于临界点C时，自由度是多少？【解】自由度等于零。
7.如用二氧化碳超临界流体作萃取剂，最低的工作压力是多少？能在室温下进行此操作吗？【解】二氧化碳的临界参数是tc = 31.26°C、p c =7.2 MPa，因此最低压力是7.2 MPa o因为to =31.26 °C 十分接近典型的室温值25°C,因此C02超临界流体萃取可以在近室温下操作。
8.在一高压容器屮有足够量的水，向容器屮充入氮气压力到10 MPa,这时还能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点吗？【解】当压力达到10 MPa时，而水的临界压力为22.129 MPa,几乎接近一半，此时水的体积不能忽略，水蒸气也不能视为理想气体，所以不能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点。
两相流计算题
两相流计算题
引言
两相流是指同时存在气体和液体两种相态的流体。
在很多工程领域中，对于两相流的计算和分析是非常重要的。
本文将通过一个具体的计算题来介绍两相流的计算方法和过程。
计算题背景
假设有一个直径为10厘米的水平圆管道，其内部流体是汽液两相流。
已知管道内部的液相质量流率为0.1 kg/s，汽相质量流率为0.2 kg/s。
需要计算两相流的平均相对速度和液相的体积分数。
计算方法
平均相对速度计算
平均相对速度是指两相流中液相和汽相之间的相对运动速度。
它可以通过以下公式计算：
平均相对速度公式
平均相对速度公式
其中， - m_l 是液相质量流率， - rho_l 是液相的密度， - m_g 是汽相质量流率， - rho_g 是汽相的密度， - r 是管道的半径。
带入已知数据进行计算，得到平均相对速度为：
相对速度计算结果
相对速度计算结果
液相体积分数计算
液相体积分数是指液相在两相流中所占的比例。
它可以通过以下公式计算：
液相体积分数公式
液相体积分数公式
带入已知数据进行计算，得到液相体积分数为：
液相体积分数计算结果
液相体积分数计算结果
计算结果
经过计算，得到以下结果：
•平均相对速度：0.338 m/s
•液相体积分数：0.333
结论
本文通过一个具体的计算题，介绍了两相流计算的方法和过程。
通过计算，我们得到了两相流的平均相对速度和液相的体积分数。
这些结果对于工程实践中的两相流问题的分析和设计都具有重要意义。
参考文献
•学校课程教材。
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《两相流理论》学习思考题
一、填空题
I、按状态划分，流态化可分为、、三种。
2 、气固颗粒系统中，非正常流态化主要
Y J、、、°
3、传热的动因是,传质的动因是o传热有、、
三种基本形式。
4、流化床中的传热可分为和两种情形，后
者有包括利两类。
5、气固流化床床层与容器壁面或其它埋设传热表面间的传热由、、三部分组成。
6、外力场流态化系统有、、等。
7、气体分布器的主要类型有、、、
______________ 等。
8、和是设计布风板时主要确定的参数。
9、布风板的临界压降指o
10、流化床的主要测量参数有、、、等。
II、气固流化床的压力和压降通常用来测景，需在压力计插曰配置,以防止粉尘进入。
12、当振动周期时，振动流化床可以最大限度地抑制破碎
气泡的生成。
二、简述和论述题
1、两相流类型及主要研究方法。
2、传热的三种基本形式，各自的特点及关系。
3、颗粒的特征参数。
4、简述颗粒或颗粒群的主要物理特性及现象。
5、不同雷诺数的圆球形物体的阻力计算。
6、气固流化床中气体与单颗粒及粒群间的传热过程。
7、影响流化床床层与壁面间传热的主要因素。
8、简述流化床床层与壁面间的“膜控制传热机理”。
9、简述流化床床层与壁面间的“固体颗粒传热+边界层传导机理”。
10、造成流化床不稳定性的原因有哪两类？备与哪些因素有关？
11、结合聚式流化床的缺点，简述在流化床中设置内构件的作用。
12、颗粒流体两相流系统中颗粒与流体的相互作用。
13、简述临界流态化速度的实验确定方法。
14、根据Murray模型，描述气泡形状及其周围气体和颗粒的流型。
15、简述磁场流化床(MFB)具有较好稳定性的三大原因。
16、经典流态化类型的两种常用判别法。
17、从工艺、结构、操作等方面，分析影响颗粒流态化质量的因素。
18、结合图示，分析低压降分布板形成的流化床压降的不稳定性。
19、气固颗粒系统的流态化过程，并指出各阶段的特点。
20、气固流化床的两相流理论。
21、快速流态化的形成过程及其特点。
22、散式流态化的主要特点，聚式流态化散式化的主要方法。
23、流态化技术的发展历史，以及各阶段的主要特点。
24、聚式(鼓泡)流化床的流体力学主要特性。
25、试述离心力场中液固沉降分离原理。
26、气固系统中气体和颗粒分离的基本模型。
27、试述颗粒在流体中的沉降分离原理。
28、颗粒流体两相流模型很多，试举例说明，并谈谈你的观点。
29、流态化技术有着广泛的应用，试举例说明，指出其发展方向，并谈谈你的观点。
参考文献：
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