气液两相流 整理
气液两相流 整理
![气液两相流 整理](https://img.taocdn.com/s3/m/a568e3d7551810a6f52486a1.png)
第一章概论相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分,与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法:双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题:1、多相流问题未得到解析解;2、油气水三相流的研究不够深入;3、水平井段变质量流动研究较少;4、缺乏向下流动的综合机理模型;5、缺乏专用研究仪器气液两相流的分类:1、细分散体系:细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系:较大的气泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型:两相均非连续相4、分层流动:两相均为连续相气液两相流的基本特征:1、体系中存在相界面:两相之间也存在力的作用,出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样:两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象:相间速度的差异称为滑脱,滑脱将产生附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很大变化,质量流量不变气液两相流研究方法:1、经验方法:从气液两相流动的物理概念出发,或者使用因次分析法,或者根据流动的基本微分方程式,得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数,然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。
优点:使用方便,在一定条件下能取得好的结果缺点:使用有局限性,且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验方法:根据所研究的气液两相流动过程的特点,采用适当的假设和简化,再从两相流动的基本方程式出发,求得描述这一流动过程的函数关系式,最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。
优点:有一定的理论基础,应用广泛缺点:存在简化和假设,具有不准确性3、理论分析方法:针对各种流动过程的特点,应用流体力学方法对其流动特性进行分析,进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。
优点:以理论分析为基础,可以得到解析关系式缺点:建立关系式困难,求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题:1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流2、水平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的,相之间有传热和传质6、各相流速不同,出现滑脱问题,是多相流研究的核心与重点流动型态:相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图:描述流型变化及其界限的图。
气液两相流的性质和计算方法
![气液两相流的性质和计算方法](https://img.taocdn.com/s3/m/a3ba30672e60ddccda38376baf1ffc4fff47e27e.png)
气液两相流的性质和计算方法气液两相流是指气体和液体同时存在并混合流动的流体系统。
它在工业领域和自然界中都具有重要的应用价值,例如石油开采、化工生产以及大气湍流等。
了解气液两相流的性质和计算方法对于工程设计和科学研究都至关重要。
本文将介绍气液两相流的基本特性以及常用的计算方法。
一、气液两相流的性质1. 相态及其转变:在气液两相流中,气体和液体是两种不同的相态。
相态的转变主要涉及气体与液体之间的相互作用。
常见的气液相态转变有蒸发和凝结。
蒸发是液体转变为气体的过程,凝结则相反,是气体转变为液体的过程。
2. 平衡态:在气液两相流中,气相和液相之间存在着平衡态,即气体和液体之间的能量和质量交换达到平衡。
平衡态可以通过温度、压力和相对湿度等参数进行描述。
在一定的温度和压力条件下,气体和液体之间会达到平衡态,这对于计算气液两相流动参数至关重要。
3. 流速及测量方法:气液两相流的流速可以通过多种方法进行测量,常用的方法有雷诺数法、回收法和瞬时测量法等。
雷诺数法利用流速以及流动的截面积来计算气液两相流的饱和度,从而推导出流速。
回收法则通过测量液体回收某一时间段内的质量差异来计算流速。
瞬时测量法则是在气液两相流过程中通过传感器实时测量流速。
二、气液两相流计算方法1. 流动模型:在计算气液两相流动时,常用的模型有欧拉模型和拉格朗日模型。
欧拉模型是基于连续方程和动量方程的宏观计算方法,适用于大规模流体系统的计算。
拉格朗日模型则是基于颗粒运动方程的微观计算方法,适用于小尺度的气液两相流计算。
2. 数值模拟方法:气液两相流的数值模拟是一种常用的计算方法。
通过将流体系统划分为离散的网格单元,利用数学模型和计算算法对流体动力学进行数值求解。
常用的数值模拟方法有有限差分法、有限元法和计算流体力学(CFD)等。
3. 实验方法:为了验证理论计算结果和数值模拟方法的准确性,常常需要进行实验研究。
实验方法可以通过流体试验和实验观测两种途径进行。
气液两相流体力学
![气液两相流体力学](https://img.taocdn.com/s3/m/04486eead5bbfd0a795673bd.png)
3. 状态方程 气相为完全气体时,状态方程为:
' p R T R T p g g gg g gg
即: p g RgTg 对于液体,一般可以认为其仅与温度有关 l l (Tl ) 对于热平衡状态下的气液两相混合物,气体为完全气体,液体 为不可压缩,则有:
g k( )1 l
2 2 d ( p v ( 1 ) A ) v q dv l l ld m l g ( 1 ) A s i n v ( ( u ) v ( 1 ) A ) ( u ) v q 液相: l l l l l l l j j j l d x d x2 2 d x
m g v g lv l g l 0 g 0 l V V
其中
q q g v g m g 0 g g
q V q V
q lq v l m l ( 1 ) 0 l l
q V q V
分别为气相折算密度、液相折算密度。由比容关系可得:
1
k
g
1 k
q q q q q v A v A m m g m l g v g lv l g g g l ll
3. 混合物的质量流率 单位通道截面积流过的气液两相介质的质量流量为混合物的质 量流率。
q q v A v A q m g m l gg g l l l m G A A A
9.1.2 介质含量 1. 质量含气率 气相介质的质量在两相介质总质量中所占比例,用k表示。
k qmg qm qmg qmg qml
其取值在0~1之间,1-k为含液率。
气液两相流实验指导
![气液两相流实验指导](https://img.taocdn.com/s3/m/5ff173d47f1922791688e8f2.png)
实验三气液两相流实验气液两相流是近几十年发展起来的一门新学科,在热能、动力、化工、核能、制冷、石油、冶金、航空航天、气力输送、液力输送、叶轮机械、生物技术、电子设备冷却等领域均有重要应用,已经成为研制、设计和运转这些重要工业关键设备的必备理论知识。
通过气液两相流的实验研究,是掌握气液两相流规律的基本方法。
本实验指导书根据目前已有的科研成果和国内外有关的成就,结合热能工程专业特点,针对大型电站锅炉中的水动力问题,制定如下实验内容:①垂直上升管中气液两相流的流型和管内气液两相流的压力降;②倾斜管中气液两相流的流型和管内气液两相流的压力降;③气液两相流流经孔板的流型;④气液两相流流经文丘里管的流型;⑤水平集箱和垂直并联管的管道系统通过以上实验内容,希望能达到下列目的:①了解大型电站锅炉中的水动力特性和两相流基本现象;②能够从基本原理与动手实践的角度切实训练学生进行实验的基本能力,使学生知其然、也知其所以然;③使学生从实验设计、仪器选型、实验操作、数据提取与分析处理等各个环节能够训练出真正的实验技能,能够完成合格的实验报告。
实验1 垂直上升管中气液两相流特性实验一、实验目的:1. 在大型电站锅炉中垂直布置的锅炉水冷壁管被广泛应用,本实验将模拟其两相流现象和水动力特性;2. 通过观察垂直上升管中气液两相流的流型,进一步加深了解垂直上升管中气液两相流型的特点;3. 对垂直上升管中气液两相流的压力降有比较直观的认识,并掌握垂直上升管中气液两相流的压力降的计算方法;二、实验仪器:仪器名称型号参数范围磁力泵50CQ-50 130L/min空气压缩机V-1.2/10 1.2m3/min电磁流量计MF/E2004011100EH11 282.6 L/min涡轮气体流量计CP 32700-10 1-5L/min涡轮气体流量计CP 32700-16 5-50 L/min涡轮气体流量计CP 32700-22 50-500 L/min差压变送器1151DP4E22B3 10KPa差压变送器1151DP5E22B3 100KPa压力变送器1151GP6E22B3 300KPa三、实验原理图:11164445231298101371381 水箱2 空气压缩机3 磁力泵4 涡轮流量计 5电磁流量计 6 气液混合器7 减压阀 8 调节阀 9截止阀 10球阀 11 水集箱 12 针阀 13 过滤器四、实验任务:1.观察垂直上升管中气液两相流的流型:(1)打开系统电源,使气体、液体流量计预热2分钟;然后打开采集程序,记下采集程序上显示的气路和水路温度(根据此温度查出水和空气的密度);(2)打开磁力泵,将主路的调节阀开度调小和旁路的调节阀开度调大,同时将垂直上升管实验段水路的球阀开启,使水缓慢地流过实验段,直到取压管内大体上充满水为止;(3)关闭磁力泵和水路的球阀,打开空气压缩机和气路的球阀,将50-500L/min涡轮流量计一路的针阀开启,调节针阀开度,使涡轮气体流量计所测得的体积流量保持在300L/min;打开磁力泵,调节主路和旁路的调节阀开度,将主路阀门开度达到最小,旁路阀门开度达到最大。
气液两相流 第2章-两相流的基本理论
![气液两相流 第2章-两相流的基本理论](https://img.taocdn.com/s3/m/d677ecb7551810a6f52486d2.png)
x
1 (1 x)
G G
• 对于均相流动,考虑流体流过微元流道的平衡方程式,设流道截面积为A, 与水平面的倾斜角为θ。
• 针对最普遍问题,不做任何简化:非稳态、非等截面、有换热、有内热生成
• 2.4管内气液两相流的基本ห้องสมุดไป่ตู้程
q
z
qv
Vm
A
p
θ
τ0
q -经流道壁面进入系统的热流密度,W/m2 qv-单位体积的内热发生率,J/m3·s P - 流道周界长度
2.1管内气液两相流的基本参数
7、气相(真实平均)速度VG、液相(真实平均)速度VL(actual velocity) m/s VG=QG/AG, VL=QL/AL 事实上,它们是各相在其所占截面上的平均速度,真正的两相流 速应当是截面上各流体质点的速度---局部速度。
8、折算速度VSG、VSL(Superficial gas/liquid velocity) m/s VSG:假定气相单独流过管道整个截面时的流速(即折算到整个截面上) VSG=QG/A, VSL: VSL=QL/A (VSG=QG/A=QG/(AG/α)=α·VG; VSL=(1-α)·VL
2.1管内气液两相流的基本参数
3、质量含气率x(mass fraction of the gas phase)
流过某一截面的气相质量流量占两相总质量流量的份额。
x WG WG W WG WL
WG x W WL (1 x) W
质量含液率为:
1 x WL WG WL
单组份气液两相流的质量含气率x也称为干度(Dryness、Quality)。
2.1管内气液两相流的基本参数
⑴真实密度(又称分相流密度)
气液两相流
![气液两相流](https://img.taocdn.com/s3/m/db4c6ed62b160b4e767fcfaa.png)
热物理量测试技术1概述两相流广泛应用于热能动力工程、核能工程、低温工程以及航天领域等许多领域。
所谓两相流,广义上讲是指一种物质或两种物质在不同状态下的流动,其中气体和液体一起流动称为气液两相流。
对于两相流中的气液混合物,它们可以是同一种物质,即汽—液(如水和水蒸气),也可以是两种不同的物质,即气—液(如水和空气混合物)。
气液两相流是一个相当复杂的问题,。
在单相流中,经过一段距离之后,就会建立一个稳定的速度场。
但对于两相流,例如蒸汽和水,则很难建立一个稳定的流动,因为在管道流动中有压降产生,由于此压降作用会产生液体的蒸发,所以在研究气液两相流时必须考虑两相间的传热与传质问题。
两相流学科还处于半经验半理论阶段,对于两相流的流动和传热规律进行研究时,除了依靠各种数学物理模型外,还要依靠实验,这就需要两者相结合从而更好地进行研究。
2两相流压降测量[1]压降,即两相流通过系统时产生的压力变化,是两相流体流动过程中的一个重要参数。
保持两相流体流动所需的动力以及动力系统的容量和功率就取决于压降的大小。
一般说来,两相流体流动时产生的压降一般由三部分组成,即摩擦阻力压降、重位压降、加速压降,管道系统出现阀门、孔板等管件时,还需测量局部压降。
目前,常用差压计或传感器来测量两相流压降。
2.1利用差压计测量压降应用差压计测量气液两相流压降的测量原理图如图1所示。
所测压降为下部抽头的压力与上部抽头压力之差。
在差压计的Z1截面上可列出压力平衡式如下:(2.1)式中,为取压管中的流体密度;为差压计的流体密度。
由(2.1)可得:(2.2)由上式可知,要算出压降的值,必须知道取压管中的流体密度和差压计读数。
当管中流体不流动时:(2.3)式中,为两相混合物平均密度。
将式(2.3)代入(2.1)。
可得两相流体静止时,差压计中读数如下:(2.4)图1气液两相流系统中的压降测量从上面的方程式可知,为了从差压计得到压降,确定取压管中流体密度是十分重要的,这意味着取压管中的流体必须为单相液体或气体。
气液两相流
![气液两相流](https://img.taocdn.com/s3/m/6efcca8a58f5f61fb7366666.png)
热物理量测试技术1 概述两相流广泛应用于热能动力工程、核能工程、低温工程以及航天领域等许多领域。
所谓两相流,广义上讲是指一种物质或两种物质在不同状态下的流动,其中气体和液体一起流动称为气液两相流。
对于两相流中的气液混合物,它们可以是同一种物质,即汽—液(如水和水蒸气),也可以是两种不同的物质,即气—液(如水和空气混合物)。
气液两相流是一个相当复杂的问题,。
在单相流中,经过一段距离之后,就会建立一个稳定的速度场。
但对于两相流,例如蒸汽和水,则很难建立一个稳定的流动,因为在管道流动中有压降产生,由于此压降作用会产生液体的蒸发,所以在研究气液两相流时必须考虑两相间的传热与传质问题。
两相流学科还处于半经验半理论阶段,对于两相流的流动和传热规律进行研究时,除了依靠各种数学物理模型外,还要依靠实验,这就需要两者相结合从而更好地进行研究。
2 两相流压降测量[1]压降,即两相流通过系统时产生的压力变化,是两相流体流动过程中的一个重要参数。
保持两相流体流动所需的动力以及动力系统的容量和功率就取决于压降的大小。
一般说来,两相流体流动时产生的压降一般由三部分组成,即摩擦阻力压降、重位压降、加速压降,管道系统出现阀门、孔板等管件时,还需测量局部压降。
目前,常用差压计或传感器来测量两相流压降。
2.1 利用差压计测量压降应用差压计测量气液两相流压降的测量原理图如图1所示。
所测压降为下部抽头的压力与上部抽头压力之差。
在差压计的Z1截面上可列出压力平衡式如下:P1+(Z2−Z1)ρC g=P2+(Z4−Z3)ρC g+(Z3−Z1)ρM g(2.1)式中,ρC为取压管中的流体密度;ρM为差压计的流体密度。
由(2.1)可得:P1−P2=(Z3−Z1)g(ρM−ρC)+(Z4−Z2)ρC g(2.2)由上式可知,要算出压降P1−P2的值,必须知道取压管中的流体密度ρC和差压计读数Z3−Z1。
当管中流体不流动时:P1−P2=gρm(Z4−Z2)(2.3)式中,ρm为两相混合物平均密度。
气液两相流流型实验报告
![气液两相流流型实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c6ac0d72b4daa58da0114ae9.png)
气液两相流流型实验报告实验名称:气液两相流流型实验目的:1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使用;2. 掌握常见两相流流型的划分方法及相关规律,观察水平管中不同流型的特点;3. 根据各工况点实验数据绘制两相流流型图,并与典型流型图做比较。
实验任务:实验测量数据:,,,.(1) 测取不同情况下气相,液相流量;记录P P t tw气减室(2) 判别流型要求:(1) 实验数据汇总表;(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据用Weisman图判别流型实验原理1、水平管道中气液两相流流型的划分及各流型特征在水平管道中的气液两相流,由于重力影响使流型结构呈现不对称性,因而水平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单,根据Oshinowo的划分原则,一般把水平管道中的流型划分为六种,泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
(1)泡状流在泡状流中,气相是以分离的气泡散布在连续的液相内,气泡趋向于沿管道上半部流动,这种流型在含气率低时出现。
(2)塞状流在塞状流中,小气泡结合大气泡,如栓塞状,分布在连续的液相内,大气泡也是趋向于沿管道上部流动,并且在大气泡之间还存在一些小气泡。
(3)层状流在层状流中,两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开,由于重力和密度不同,气相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。
(4)波状流当气流速度增大时,在气、液分界面上掀起了扰动的波浪,分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。
(5)弹状流当气体流速更高时,分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触,并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。
(6)环状流当气体流速进一步增高时,就形成气核和环绕管周的一层液膜,液膜不一定连续均匀的环绕整个管周,管子的下部液膜较厚,在气芯中也夹带有液滴。
图1水平不加热管中的流动型式表1水平绝热管中的流型变化增加液相流量增加气相流量ST+R ST+R ST+IW S PB ST+RW ST+IW S BTS+A PF ST+RW+D ST+LRW+D ST+BTS A+RW F+D ST+RW+D ST+LRW+D A+DA+D F+D F+DD A+RW A+RWA+D A+DA表示环状流(annular);B表示气泡(bubble);BTS表示中空气弹(blow through slug);D表示液滴(droplet);F表示液膜(film);IW表示平缓波(inertial wave);LRW表示大翻卷波(large roll wave);PB表示气栓加气泡(plug&bubble);PF 表示气栓加泡沫(plug&froth);R表示涟漪波(ripple);RW表示翻卷波(roll wave);S表示气弹(slug);ST表示层状流(stratified)。
第2章 气液两相流的模型
![第2章 气液两相流的模型](https://img.taocdn.com/s3/m/acc1f50f03d8ce2f00662350.png)
v 2
两边同除 Adz 得
' dv dp v 2 4 g sin G 2 ' dx dp g ' f 2 vg vl x dz 2 D v A dz dp dz
1
2-11
G G G ' 所以 Gdv Gd dv d vl' x vg vl' v A A A
2
2
2-13
多相管流理论与计算
由于假定两相流动已达到热力学平衡状态
v' f ( p)
' dv ' ' dv d vl' x vg vl' vg vl' dx x dp 1 x l dp dp dp
多相管流理论与计算
两边同除以
VdZ
dI w dp dv v g sin 0 dZ dZ dZ
dI w dp dv [ v g sin ] dZ dZ dZ
总压力降
动能损失
重位损失
摩擦损失
多相管流理论与计算
dp ( )重位 g sin dZ
dIw dp ( )摩擦 dZ dZ
dp dv ( ) 加速度 v dZ dZ
dp dp dp dp ( )重位 ( )摩擦 ( )加速度 dZ dZ dZ dZ
dp dp v2 由 ( ) 摩擦= 并取 为正值 dZ dz d 2
气体液体两相流的基本问题
![气体液体两相流的基本问题](https://img.taocdn.com/s3/m/1b7ab15bb6360b4c2e3f5727a5e9856a56122682.png)
气体液体两相流的基本问题气体液体两相流是指在管道或其他容器中同时存在气体和液体两种不同相态的流体。
这种流体的复杂性使得研究者们面临着许多基本问题。
本文将就气体液体两相流的基本问题展开论述,包括相态转换、相对速度、流型和模型等方面。
1. 相态转换气体液体两相流中,气体和液体之间存在相态转换的现象。
在某些条件下,气体会凝结为液体,反之亦然。
相态转换对流体的流动行为产生了重要的影响。
例如,在气体变为液体的过程中,会释放出大量的能量,造成温度和压力的变化。
研究相态转换的原理和过程,对于预测和控制气体液体两相流的行为至关重要。
2. 相对速度气体和液体在两相流中存在不同的速度。
由于密度和粘度的不同,气体和液体在同一条件下的速度差异很大。
研究相对速度的大小和影响因素,可以帮助我们理解气体液体两相流的运动规律。
同时,相对速度的大小也对流体的混合、传热和传质等过程有着直接的影响。
3. 流型气体液体两相流中,流体以不同的形式和方式流动,形成不同的流型。
常见的流型包括气泡流、液滴流、喷雾流等。
流型的不同不仅影响流体的整体运动特性,还对流体中气体和液体的分布和交换等过程产生影响。
研究流型的形成机制和转变规律,有助于优化流体传输过程,并提高流体处理系统的效率。
4. 模型为了更好地研究气体液体两相流的基本问题,研究者们提出了各种模型。
这些模型通常基于质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本原理,通过建立数学模型来描述气体液体两相流体的行为。
常见的模型包括欧拉模型、拉格朗日模型和两相流模型等。
这些模型的应用可以帮助我们更好地理解和预测气体液体两相流的运动规律。
综上所述,气体液体两相流存在相态转换、相对速度、流型和模型等基本问题。
研究这些问题,对于掌握和应用气体液体两相流的相关知识和技术具有重要意义。
通过深入研究和探索,我们可以进一步提高气体液体两相流的传输效率,促进相关领域的发展。
气液两相流流型实验报告
![气液两相流流型实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c6ac0d72b4daa58da0114ae9.png)
气液两相流流型实验报告实验名称:气液两相流流型实验目的:1. 熟悉台架,掌握流量测量仪表的使用;2. 掌握常见两相流流型的划分方法及相关规律,观察水平管中不同流型的特点;3. 根据各工况点实验数据绘制两相流流型图,并与典型流型图做比较。
实验任务:实验测量数据:,,,.(1) 测取不同情况下气相,液相流量;记录P P t tw气减室(2) 判别流型要求:(1) 实验数据汇总表;(2) 绘制αβ-曲线(3) 根据实验数据用Weisman图判别流型实验原理1、水平管道中气液两相流流型的划分及各流型特征在水平管道中的气液两相流,由于重力影响使流型结构呈现不对称性,因而水平管中的流型特征变得较为复杂。
Oshinowo流型划分原理使流型变得相对简单,根据Oshinowo的划分原则,一般把水平管道中的流型划分为六种,泡状流、塞状流、层状流、波状流、弹状流、环状流。
(1)泡状流在泡状流中,气相是以分离的气泡散布在连续的液相内,气泡趋向于沿管道上半部流动,这种流型在含气率低时出现。
(2)塞状流在塞状流中,小气泡结合大气泡,如栓塞状,分布在连续的液相内,大气泡也是趋向于沿管道上部流动,并且在大气泡之间还存在一些小气泡。
(3)层状流在层状流中,两个相的波动被一层较光滑的分界面隔开,由于重力和密度不同,气相在上部液相在下部分开流动。
层状流只有在气相和液相的速度都很低时才出现。
(4)波状流当气流速度增大时,在气、液分界面上掀起了扰动的波浪,分界面由于受到沿流动方向的波浪作用而变得波动不止。
(5)弹状流当气体流速更高时,分界面处的波浪被激起与管道上部管壁接触,并形成以高速沿管道向前推进的弹状块。
(6)环状流当气体流速进一步增高时,就形成气核和环绕管周的一层液膜,液膜不一定连续均匀的环绕整个管周,管子的下部液膜较厚,在气芯中也夹带有液滴。
图1水平不加热管中的流动型式表1水平绝热管中的流型变化增加液相流量增加气相流量ST+R ST+R ST+IW S PB ST+RW ST+IW S BTS+A PF ST+RW+D ST+LRW+D ST+BTS A+RW F+D ST+RW+D ST+LRW+D A+DA+D F+D F+DD A+RW A+RWA+D A+DA表示环状流(annular);B表示气泡(bubble);BTS表示中空气弹(blow through slug);D表示液滴(droplet);F表示液膜(film);IW表示平缓波(inertial wave);LRW表示大翻卷波(large roll wave);PB表示气栓加气泡(plug&bubble);PF 表示气栓加泡沫(plug&froth);R表示涟漪波(ripple);RW表示翻卷波(roll wave);S表示气弹(slug);ST表示层状流(stratified)。
气液两相流
![气液两相流](https://img.taocdn.com/s3/m/f9bb92501711cc7931b716d3.png)
液率为(1-φ-γ), φ为截面含气率, γ是仍保持在液相流动的截面含汽率。
试推导在等截面直管内稳定流动时动量方程中的加速度压力梯度的表达式。
p dp f dpg dpa z dz dz dz
课件整理
气液两相流动与传热
能量方程
课件整理
气液两相流动与传热
均相流模型就是把气液两相混合物看作一种均匀介质。其基本假设为: 两相间处于热力学平衡状态,即两相具有相同的温度并且都处于饱和状态; 气液两相的速度相等,即为均匀流。
t z 作用于控制体的外力应等于动量的变化即
(Awdz) (Aw2 )
F dz z t z 作用于控制体的力包括压力、重力和管壁阻力,则动量方程可表示成
A
Pz能量方程wU
gA s in
(Aw)
t
(Aw2 )
z
0
dQ Awe 气液混合物的连续方程为: dz Ae dt dL
z
t
1
l
课件整理
气液两相流动与传热
两相滑动比与空隙率的关系式为
代入平均密度公式:
1
当已知工质沿管长 z 的吸热规律时,便可找出含1汽 率s(x1或β1)沿管长的变化
(1 ) 规律,则重力压降积分式中的变量 z 便可用 x 或β替换。因此,要完成公式的积
分,关键是要找到空隙率与β(或 x)的关g系,或者要找到滑l动比与β(或 x)的关系。
dWg
d
2Wl
1
x
dWl
d
0
课件整理
气液两相流动与传热
得到
而滑速比
1
2
1 1x x
g l
3
1
s
wg wl
xl 1 g 1 x
简述气液两相的流型
![简述气液两相的流型](https://img.taocdn.com/s3/m/2ca43a32f02d2af90242a8956bec0975f465a4c6.png)
简述气液两相的流型气液两相是指在一定条件下,气体和液体同时存在的状态。
在自然界和工业生产中,气液两相的流动现象非常常见。
气液两相的流型有很多种类,下面将逐一进行简述。
1. 气泡流气泡流是指气体以气泡形式存在于液体中的流动状态。
在气泡流中,气泡可以是均匀分布在液体中,也可以是聚集在某一区域。
气泡流常见于气体从底部注入液体中的情况,例如水中的氧气泡。
2. 泡沫流泡沫流是指气体以大量细小气泡形式存在于液体中的流动状态。
泡沫流与气泡流不同之处在于,泡沫流中的气泡通常比较细小且密集。
泡沫流常见于泡沫浴、洗衣机中的泡沫产生等情况。
3. 液滴流液滴流是指液体以液滴形式存在于气体中的流动状态。
在液滴流中,液滴可以是均匀分布在气体中,也可以是聚集在某一区域。
液滴流常见于雾、雨滴等自然现象,也常见于喷雾器、喷泉等工业设备中。
4. 喷射流喷射流是指气体和液体以高速喷射形式同时存在的流动状态。
在喷射流中,气体和液体经过喷嘴或喷头高速喷出,并在空气中形成一定的喷射形状和范围。
喷射流常见于火焰喷射器、喷泉、喷雾器等设备中。
5. 瀑布流瀑布流是指液体以大量细小水滴形式自由落体的流动状态。
在瀑布流中,液体从高处向下流动,形成连续的水滴落下。
瀑布流通常在自然界中的瀑布中观察到,也可人为生成,例如喷泉。
6. 雾流雾流是指液体以非常细小的水滴形式悬浮在气体中的流动状态。
在雾流中,水滴很小且密集,几乎形成了一片白色的雾状。
雾流常见于大气中的云雾、雾霾等现象,也可由喷雾器等设备产生。
7. 雾化流雾化流是指液体以非常细小的水滴形式悬浮在气体中的流动状态。
与雾流不同之处在于,雾化流中的水滴更加细小且均匀分布。
雾化流常见于喷雾器、雾化器等设备中。
8. 混合流混合流是指气体和液体以不同形式混合存在的流动状态。
在混合流中,气体和液体可以以气泡、液滴、雾滴等形式混合在一起。
混合流常见于气体和液体接触混合的过程中。
以上是气液两相流型的简述。
气液两相流动现象的研究对于理解和应用于自然界和工业生产中的一系列过程具有重要意义。
气液两相流动
![气液两相流动](https://img.taocdn.com/s3/m/d113dab908a1284ac9504347.png)
气力输送装 置正压体系
送风机
第五章 气液两相流动
第一节 多相混合物特征
1.2 多相混合物流动图例
气力输送装 置组合体系
分流阀 引(或送)风机
第五章 气液两相流动
第一节 多相混合物特征
1.2 多相混合物流动图例
抽油机井油管中 的气液混合物
油气渗流
井筒油气水三相流 储层
第五章 气液两相流动
垂直下降管中的气液两相流流型 1-细泡状流型;2-气弹状流型;3-下降液膜流型; 4-带气泡的液膜流型;5-块状流型;6-雾式环状流型
第五章 气液两相流动
第三节 气液两相流动流型和流型图
Fr
=
(JG + JL
gD
)2
Y
=
⎛ ⎜ ⎝
μL μW
⎞ ⎟
⎡⎢⎛⎜
⎠ ⎢⎣⎝
ρL ρW
⎞⎛ σ
⎟ ⎠
⎜ ⎝
σ
W
用质量含气率表示为:
β = x / [x + (1 - x ) ρG /ρL]
(1−β) = (1− x)/[(1− x)+ xρL / ρG]
第五章 气液两相流动
2.1 基本参数
第二节 气液两相流动基本方程式
7 .气相真实流速 υG和液相真实流速 υL
υG = QG / AG
υL = QL / AL
2.1 基本参数
第二节 气液两相流动基本方程式
〖例〗气液混合物在内径25mm的管道内流动,气体和液体的体积流量分别为 0.85m3/min和.15 m3/min,由高速摄影测得气泡的速度为50m/s,试求体积 含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。
气液两相流整理
![气液两相流整理](https://img.taocdn.com/s3/m/a97e382452d380eb62946d4f.png)
第一章概论相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分,与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法:双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题:1、多相流问题未得到解析解;2、油气水三相流的研究不够深入;3、水平井段变质量流动研究较少;4、缺乏向下流动的综合机理模型;5、缺乏专用研究仪器气液两相流的分类:1、细分散体系:细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系:较大的气泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型:两相均非连续相4、分层流动:两相均为连续相气液两相流的基本特征:1、体系中存在相界面:两相之间也存在力的作用,出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样:两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象:相间速度的差异称为滑脱,滑脱将产生附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很大变化,质量流量不变气液两相流研究方法:1、经验方法:从气液两相流动的物理概念出发,或者使用因次分析法,或者根据流动的基本微分方程式,得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数,然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。
优点:使用方便,在一定条件下能取得好的结果缺点:使用有局限性,且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验方法:根据所研究的气液两相流动过程的特点,采用适当的假设和简化,再从两相流动的基本方程式出发,求得描述这一流动过程的函数关系式,最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。
优点:有一定的理论基础,应用广泛缺点:存在简化和假设,具有不准确性3、理论分析方法:针对各种流动过程的特点,应用流体力学方法对其流动特性进行分析,进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。
优点:以理论分析为基础,可以得到解析关系式缺点:建立关系式困难,求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题:1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流2、水平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的,相之间有传热和传质6、各相流速不同,出现滑脱问题,是多相流研究的核心与重点流动型态:相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图:描述流型变化及其界限的图。
气液两相流 第1章-绪论
![气液两相流 第1章-绪论](https://img.taocdn.com/s3/m/e693eb4510a6f524ccbf85d2.png)
本课程主要考虑和解决的问题
5
第一章:绪论
主要Байду номын сангаас考文献
① 林宗虎,王树众,王栋. 气液两相流和沸腾传热,西安交通大 学出版社,2003.4
② Hetsroni,G. Handbook of multiphase Systems,McGraw-Hill, NewYork, 1982— 2. Liquid-gas systems,by Hewitt, G. F. and Ishii, M.
1.3 气液两相流(流体力学部分)的研究内容
⑴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 研究 经济的锅炉产品等) 目的
⑵运行者保持最佳运行工况,避免事故。(如油气混输操作)
⑴数值模拟软件的开发
和工 业应
提供设计和运行监控的数值依据
用相 结合 的研 究表
⑵设备的研制及其运行模拟
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。
气液两相流
Gas-Liquid Two-Phase Flow
内容概要
1 2 3 4
2
内容概要 5 6 7 8 9
3
第一章:绪论
1.0-课程概述 1.1-两相流定义 1.2-气液两相流的工程应用 1.3-气液两相流(流体力学部分)的研究内容
4
第一章:绪论
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、环境工程等领域中。
(3) 石油、天然气工业
油气两相输送(海上长距离输送)、天然气输送(会产生凝析油) 热注法采油(蒸汽、水两相流动)、聚合物或泡沫驱油 两相流设备:两相流泵、段塞流捕集器、分离器、两相流仪表等。
气液两相流整理
![气液两相流整理](https://img.taocdn.com/s3/m/b36f49433d1ec5da50e2524de518964bcf84d22b.png)
⽓液两相流整理第⼀章概论相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的⼀部分,与体系的其它均匀部分有界⾯隔开两相流动的处理⽅法:双流体瞬态模拟⽅法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要⽅法⽬前研究存在的问题:1、多相流问题未得到解析解;2、油⽓⽔三相流的研究不够深⼊;3、⽔平井段变质量流动研究较少;4、缺乏向下流动的综合机理模型;5、缺乏专⽤研究仪器⽓液两相流的分类:1、细分散体系:细⼩的液滴或⽓泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系:较⼤的⽓泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型:两相均⾮连续相4、分层流动:两相均为连续相⽓液两相流的基本特征:1、体系中存在相界⾯:两相之间也存在⼒的作⽤,出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样:两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象:相间速度的差异称为滑脱,滑脱将产⽣附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很⼤变化,质量流量不变⽓液两相流研究⽅法:1、经验⽅法:从⽓液两相流动的物理概念出发,或者使⽤因次分析法,或者根据流动的基本微分⽅程式,得到反映某⼀特定的两相流动过程的⼀些⽆因次参数,然后依据实验数据整理出描述这⼀流动过程的经验关系式。
优点:使⽤⽅便,在⼀定条件下能取得好的结果缺点:使⽤有局限性,且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验⽅法:根据所研究的⽓液两相流动过程的特点,采⽤适当的假设和简化,再从两相流动的基本⽅程式出发,求得描述这⼀流动过程的函数关系式,最后⽤实验⽅法确定出函数关系式中的经验系数。
优点:有⼀定的理论基础,应⽤⼴泛缺点:存在简化和假设,具有不准确性3、理论分析⽅法:针对各种流动过程的特点,应⽤流体⼒学⽅法对其流动特性进⾏分析,进⽽建⽴起描述这⼀流动过程的解析关系式。
优点:以理论分析为基础,可以得到解析关系式缺点:建⽴关系式困难,求解复杂研究⽓液两相流应考虑的⼏个问题:1、不能简单地⽤层流或紊流来描述⽓液两相流2、⽔平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界⾯的存在增加了研究的复杂性4、总能量⽅程中应考虑与表⾯形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的,相之间有传热和传质6、各相流速不同,出现滑脱问题,是多相流研究的核⼼与重点流动型态:相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图:描述流型变化及其界限的图。
第一章 气(汽)液两相-第一节 参数
![第一章 气(汽)液两相-第一节 参数](https://img.taocdn.com/s3/m/ee9f374a2e3f5727a5e962aa.png)
k e = (H − H f
)H
fg
• 2.容积含气率
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,热 力学称它为湿蒸汽的容积干度,即
β=
q vg qv = q vg q vg + q vl
(1-16) 16) 其值在0 之间变化。1 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。
第一节 气(汽)液两相流动的基本 参数
• 一、 流量分析 • 1.混合物体积流量
体积流量是指单位时间流过通道总流通截面积的 流体体积。流过通道的气相介质的体积流量与液 相介质的体积流量之和为混合物的体积流量, 相介质的体积流量之和为混合物的体积流量,即 q v = q vg + q vl = u g Ag + u l Al (1-1) u 分别为气相速度、液相速度, 式中, 式中, u 、 l 分别为气相速度、液相速度,它们 是各相的平均速度; A 、A 分别为气相流通面积、 液相流通面积。
• 自然界、日常生活和工业设备中气液两相流的实 • •
例比比皆是, 如下雨时的风雨交加,沸腾的水壶中的循环都是 自然界和日常生活中的气液两相流。 现代工业设备中广泛应用着气液两相流传热原理 和技术,如锅炉、核反应堆发生器等气化装置, 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、反应塔、 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
• 3.截面含气率
气相介质所占的界面与整个通道截面积之比为截 面含气率,又称空隙率或空泡分额,即
α = Ag A
(1-17) 17)
其值在0 其值在0~1之间变化。1 − α 为湿蒸汽的截面含液 率。截面含气率与容积含气率有区别。当 β 是 常数时,气相的流速越大,截面含气率越小;反 之亦然。
第九章 管内气液两相流基础_1
![第九章 管内气液两相流基础_1](https://img.taocdn.com/s3/m/cc81d293ec3a87c24028c4a6.png)
F
§9-1 气液两相流概述
气液两相流动是流体力学的一个分支, 研究气体与液体两相介质在共同流动条件 下的流动规律。
物态:在一定条件下,物质存在的 一种状态,有时也叫相。
常见物态:气态、液态、固态 气相、液相、固相
判断:下列体系中,那些是单相的?那些是两相的
• 定义
气相(液)介质含量表示两相流中气(液)相所占的份额。
• 几种表示方法
– 质量含气率x(Quality) 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。
WG WG x W WG WL WL WL 1 x W WG WL
式中,WG, WL分别表示气相和液相的 质量流量,kg/s
G
L
式中,qG, qL分别表示气相和液相的质量流量,m3/s
体积含液率(1 )
qL qL 1 q qG qL
§9-2 气(液)相介质含量(续)
– 截面含气率(Void fraction)
两相流某一截面上气相所占截面积与总流道截面积之比, 又称空泡份额。
AG AG A AG AL
讨论:
(1)和的区别
是体积流量比,表示单位时间流过流道的气相体积份额。
(2),和x的关系
WG WG
G
G
WL
L
1 1 x G 1 ( ) x L
§9-3 两相流的流量和流速
• 9.3.1几种表达形式
1.质量流量和质量流速
总质量流量W:单位时间内流过任何一截面的气液混 合物的总质量,kg/s
§9-3 两相流的流量和流速(续)
•气相折算速度 又称气相表观速度(Superficial velocity),它 表示两相介质中气相单独流过同一通道截面时 的速度,m/s。 qG qG qG vSG vG A A AG G •两相混合物速度
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章概论相的概念:相是体系中具有相同化学组成和物理性质的一部分,与体系的其它均匀部分有界面隔开两相流动的处理方法:双流体瞬态模拟方法和精确描述物理现象的稳态机理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的问题:1、多相流问题未得到解析解;2、油气水三相流的研究不够深入;3、水平井段变质量流动研究较少;4、缺乏向下流动的综合机理模型;5、缺乏专用研究仪器气液两相流的分类:1、细分散体系:细小的液滴或气泡均匀分散在连续相中2、粗分散体系:较大的气泡或液滴分散在连续相中3、混合流动型:两相均非连续相4、分层流动:两相均为连续相气液两相流的基本特征:1、体系中存在相界面:两相之间也存在力的作用,出现质量和能量的交换时伴随着机械能的损失2、两相的分布情况多种多样:两相流动中两相介质的分布称为流型3、两相流动中存在滑脱现象:相间速度的差异称为滑脱,滑脱将产生附加的能量损失4、沿程流体体积流量有很大变化,质量流量不变气液两相流研究方法:1、经验方法:从气液两相流动的物理概念出发,或者使用因次分析法,或者根据流动的基本微分方程式,得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数,然后依据实验数据整理出描述这一流动过程的经验关系式。
优点:使用方便,在一定条件下能取得好的结果缺点:使用有局限性,且很难从其中得出更深层次的关系2、半经验方法:根据所研究的气液两相流动过程的特点,采用适当的假设和简化,再从两相流动的基本方程式出发,求得描述这一流动过程的函数关系式,最后用实验方法确定出函数关系式中的经验系数。
优点:有一定的理论基础,应用广泛缺点:存在简化和假设,具有不准确性3、理论分析方法:针对各种流动过程的特点,应用流体力学方法对其流动特性进行分析,进而建立起描述这一流动过程的解析关系式。
优点:以理论分析为基础,可以得到解析关系式缺点:建立关系式困难,求解复杂研究气液两相流应考虑的几个问题:1、不能简单地用层流或紊流来描述气液两相流2、水平或倾斜流动是轴不对称的3、由于相界面的存在增加了研究的复杂性4、总能量方程中应考虑与表面形成的能量问题5、多相流动中各相的温度、组分的浓度都不是均匀的,相之间有传热和传质6、各相流速不同,出现滑脱问题,是多相流研究的核心与重点流动型态:相流动中两相介质的分布状况称为流型或两相流动结构流型图:描述流型变化及其界限的图。
把流型变换的实验数据加以总结归纳后,按照两个或多个主要的流动参数绘成曲线,便可以得到流型图。
影响流型的因素:1、各相介质的体积比例2、介质的流速3、各相的物理及化学性质(密度、粘度界面张力等)4、流道的几何形状5、壁面特性6、管道的安装方式流型分类:1、根据两相介质分布的外形划分;垂直气液两相流:泡状流、弹状流、段塞流、环状流、雾状流。
水平气液两相流:泡状流、团状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流。
2、按流动的数学模型或流体的分散程度划分为:分散流、间歇流、分离流。
两种分类方法的比较:第一类划分方法较为直观;第二类划分方法便于进行数学处理气液两相流的特性参数:质量流量:单位时间内流过过流断面的流体质量,kg/s,气相质量流量:单位时间内流过过流断面的气体质量,kg/s,lgGGG+=液相质量流量:单位时间内流过过流断面的液体质量,kg/s ,体积流量:单位时间内流过过流断面的流体体积,m 3/s ,气相体积流量:单位时间内流过过流断面的气体体积,m 3/s液相体积流量:单位时间内流过过流断面的液体体积,m 3/s相速度: 单位相面积所通过的该相容积流量,m/s 折算速度:假定管道全被一相占据时的流动速度,m/s两相混合物速度: 混合物的质量速度: 滑差(滑脱速度):气液两相相速度之差 滑动(滑移)比:气相相速度与液相相速度之比质量含气率:单位时间内流过过流断面的混合物总质量G 中气相质量所占的份额 质量含液率:单位时间内流过过流断面的混合物总质量中液相质量所占的份额体积含气率:单位时间流过过流断面两相流体(混合物)总体积Q 中气相所占的份额体积含液率:单位时间流过过流断面两相流体(混合物)总体积Q 中液相所占的份额 真实含气率:即截面含气率或空隙率,为任一流动截面内气相面积占总面积的份额(气相面积与管道总面积之比) 真实含液率:又称截面含液率或持液率,为任一流动截面内液相面积占总面积的份额(液相面积与管道总面积之比)φ与β的比较 :快关阀法测量真实含气率:易于实现,只能得到平均值,且不能在线测量。
流动密度: 单位时间内流过过流断面的混合物质量与体积之比真实密度:在流道上取微段,微段内两相流体的质量与容积之比第二章 气液两相流的模型常用的模型有流动型态模型、均相流动模型、分相流动模型和漂移流动模型等。
流动型态模型:按不同流动型态分别建立的流动机理模型。
特点:1、针对性强,精确度高;2、数学处理复杂,计算量大;3、流型界限确定困难均相流动模型:把气液两相混合物看成均匀介质,其物性参数取两相的均值而建立的模型l g Q Q Q +=g g g Q G ρ=ll l Q G ρ=gg g A Q v =l l l A Q v =l g A A A +=g g g A v Q =ll l A v Q =A Q v lsl =A v Q sg g =lsl l A v Q =sg sl l g m v v AQ Q A Q v +=+==A G lg ggQ Q Q Q Q +==βg l g g G G G G G x +==A A g =φA A H l l =()l g g l g l x x x x ρρρρρρβ-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=111()g l l g l g x ρρβββρρβρρ-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=111g g g Q G ρ=ll l Q G ρ=S v Q Q Q Q Q v v Q Q Q l g l g g l g l g g )1(βββφ-+=+=+=L A L A L A A A A A A l g g lg gg ⨯+⨯⨯=+==φL L L L L L A L A L A g l g g l g g =+=⨯+⨯⨯=Q G /='ρl g g g l l g l Q Q Q Q G G ρββρρρρ)1( -+=+=+='l g l l g g l l g g AA A L A L A L A ρφφρρρρρρ)1( -+=+=∆∆+∆=g l v v <一般地,βφ<⇔<g l v v l g ρββρρ)1(-+='l g ρφρφρ)1(-+=<ρρβφ===' , , ) (则时无滑脱当g l v v两个假定:1、气相和液相的实际速度相等;2、两相介质已达到热力学平衡状态特点:1、对于泡状流和雾状流,具有较高的精确性2、对于弹状流和段塞流,需要进行时间平均修正3、对于层状流、波状流和环状流,则误差较大均流模型摩擦阻力折算系数:按均流模型进行气液两相流动摩阻压差计算时,常把两相流动摩擦阻力的计算与单相流动摩擦阻力的计算关联起来,即常使用全液相折算系数、分液相折算系数或分气相折算系数全液相折算系数:设水平管道内的两相流动为均匀流动,没有重位压差与加速度分液相折算系数:再设管道的D 、A 和dz 仍与两相流动管道的相同,但通过管道的流体为单一的液体,而且其质量流量等于两相流动中液相的质量流量。
分气相折算系数:再假设另一种情况。
设管道的D 、A 和dz 仍与两相流动管道相同,但通过管道的流体为单一的气体,而且其质量流量等于两相流动中气相的质量流量。
分相流动模型:它是把气液两相流动看成为气、液相各自分开的流动,每相介质都有其平均流速和独立的物性参数。
因此需要建立每一相介质的流体动力特性方程式。
这就要求预先确定每一相占有过流断面的份额(即真实含气率)以及介质与管壁的摩擦力和两相介质之间的摩擦阻力,为了取得这些数据,目前主要是利用试验研究所得的经验关系式。
分流模型的基本假设是:(1) 两相介质有各自的按所占断面积计算的断面平均流速;(2) 虽然两相介质之间可能有质量交换,但两相之间处于热力学平衡状态,压力和密度互为单值函数。
分流模型适用于层状流、波状流和环状流 漂移流动模型:它是由朱伯(Zuber)和芬德莱(Findlay)针对均流模型、分流模型与实际的两相流动之间存在的偏差而提出的特殊模型。
在均流模型中,没有考虑两相间的相互作用,而是用平均流动参数来模拟两相介质;分流模型中,尽管在流动特性方面分别考虑了每相介质以及两相界面上的作用力,但是每相的流动特性仍然是孤立的;而在漂移流动模型中,既考虑了气液两相之间的相对运动,又考虑了空隙率和流速沿过流断面的分布规律。
分布系数:分布系数表示两相的分布特性,即流动型态的特性,当空隙率及速度在断面上为均匀分布时,C 0=1第三章 油藏流体高压物性的计算用于计算石油多相流流体物性参数的模型有黑油模型和组分模型两大类黑油模型:是按照油气的相对密度等来估算一定压力和温度条件下流体的气液组成以及物性参数的一种方法。
优点:计算简单、编程方便、运算速度快;缺点:不能计算油、气组成沿井筒的变化,无法考虑气体的反凝析现象,计算较粗糙。
黑油模型适用于油藏流体组分不能精确地用摩尔分数表达的场合,如:原油和伴生气多相管流的计算等。
组分模型:是按照流体的组成、温度和压力,通过状态方程来确定平衡条件下气液的组成和PVT 参数的处理方法。
利用组分模型能够准确地模拟包括反凝析现象、焦耳—汤普逊效应、节流降温效应在内的复杂传热传质过程。
特点:组分模型精度高,但模型复杂,所需计算时间长,一般用于挥发油,液化石油气,凝析气和湿天然气的计算。
按油藏流体的物理相态特征可将油气藏区分为稠油油藏、黑油油藏、挥发性油藏、凝析气藏、湿气藏和干气藏。
压缩因子:反映了相对于理想气体,实际气体压缩的难易程度。
Z<1:实际气体较理想气体易压缩。
Ddz v f Ddz dF w πρπτ22==Ddz v f A dp dF πρ2 200000=-=200022000200202 2v f v f Ddz v f Ddz v f dp dp dF dF ρρπρπρφ====Ddz v f A dp dF sl l sl sl sl πρ2 2=-=22222 2 2sl l sl sl l sl sl sl lv f v f Ddz v f Ddz v f dp dp dF dF ρρπρπρφ====Ddz v f A dp dF sg l sg sg sg πρ2 2=-=22222 2 2sgg sg sg l sg sg sg g v f v f Ddz v f Ddz v f dp dp dF dF ρρπρπρφ====天然气在原油中的溶解度:原油可溶解的天然气的标准体积与原油体积之比,Sm3/m3。