流型及其判别
关于气液两相流流型及其判别的若干问题
关于气液两相流流型及其判别的若干问题关于气液两相流流型及其判别的若干问题论文导读:气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。
两相流流型是两相流的结构形式,对于流型形成机制及其特点的认识,是两相流的机理及其规律研究的重要组成方面,同时也直接关系到对两相流学科中其他问题的分析研究。
在气液两相流流动过程中,由于气、液两相均可变形,两相界面不断变化,从而两相介质的分布状态也不断改变,流型极为复杂。
流型图是用于流型识别及流型转换判断的重要工具之一。
关键词:气液,两相流,流型,流型图 0.引言气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。
两相流流型是两相流的结构形式,对于流型形成机制及其特点的认识,是两相流的机理及其规律研究的重要组成方面,同时也直接关系到对两相流学科中其他问题的分析研究。
1.气液两相流流型的分类目前,研究和应用中涉及的气液两相流大多数是管内流动,因此下面的讨论主要针对气液两相管流进行。
在气液两相流流动过程中,由于气、液两相均可变形,两相界面不断变化,从而两相介质的分布状态也不断改变,流型极为复杂。
同时,流型还与管道尺寸、管截面形状、管道角度、管道加热状态、所处的重力场、介质的表面张力、壁面及相界面间的剪切应力等因素有密切关系。
不同的研究者,从不同角度对流型进行研究时,会给出流型的不同定义和划分。
从实际应用的简明性考虑,目前常采用的流型划分,如表1所示。
表1几种常见管道条件下的流型划分管道条件流型划分水平绝热管气泡流弹状流层状流塞状流波状流环状流垂直上升绝热管气泡流弹状流搅拌流环状流液丝环状流垂直下降绝热管气泡流弹状流环状流乳沫状流搅拌流弥散环状流倾斜上升绝热管弥散泡状流气泡流波状流弹状流环状流由于流动条件变化的多样性以及研究角度的多样性,基于流动结构形态学上的流型划分方法有几个问题:1.1流型定义的模糊性目前对于各种流型的定义只是建立于主观观察的结果上的,这样不可避免引入观察者主观因素的干扰。
流体的基本流型
流体的基本流型流体是指物质在外力作用下可以流动的状态,流体力学是研究流体运动规律的学科。
在流体力学中,基本流型是指流体在不同力场作用下的运动形态。
以下将介绍几种常见的基本流型。
1. 层流层流是指流体在无扰动的情况下,沿着平行的层面流动。
这种流动形态下,流体分子之间的相互作用力较大,流体流动的速度分布均匀,流线平行且不交叉。
层流常见于某些细小管道中,如毛细管、血管等。
层流的特点是流动稳定,流速慢而均匀。
2. 湍流湍流是指流体在扰动作用下,发生不规则、混乱的流动。
湍流时,流体分子之间的相互作用力较弱,流体流动具有高速、不规则和旋转的特点。
湍流常见于高速流动、复杂的几何结构中,如河流、风暴中的云团等。
湍流的特点是流动不稳定,流速快而不均匀。
3. 污染扩散污染扩散是指流体中的污染物质在流动过程中的传播和扩散现象。
在自然界和工业生产中,污染物质常常通过空气或水流动传播,形成不同的扩散模式。
扩散过程受到流体的运动方式、环境条件和污染物质的性质等因素的影响。
污染扩散的研究对环境保护和健康安全具有重要意义。
4. 旋涡旋涡是指流体中形成的旋转流动结构。
旋涡可由流体的转动或扰动引起,具有很强的旋转性质。
旋涡常见于自然界中的涡旋、漩涡、涡流等现象。
旋涡的形成与流体的速度分布、密度差异、摩擦力等因素密切相关,对气候、海洋、天气等的形成和演变起着重要作用。
5. 脉动脉动是指流体中的流速、压力等物理量在时间上的周期性变化。
脉动常见于管道、血液等流体系统中,是由外部扰动或系统内部不稳定性引起的。
脉动的研究对于理解流体运动的动态特性、流体力学的稳定性具有重要意义。
以上是几种常见的流体基本流型,每一种流型都有其独特的特点和应用领域。
通过对流体流动的研究,可以深入了解流体运动的规律,为工程设计、环境保护等领域提供科学依据。
流体力学的发展不仅推动了科学技术的进步,也为人类改善生活质量和保护环境提供了重要的支持。
让我们共同探索流体世界的奥秘,为人类的未来创造更美好的前景。
两相流_第2章_两相流的流型和流型图
弹状流
3.乳沫状流(搅混流)
(1)特征 1)破碎的气泡形状不规则,有
许多小气泡夹杂在液相中; 2)贴壁液膜发生上下交替运动,
从而使得流动具有震荡性。 (2)出现范围
它是一种过渡流,一般出现在 大口径管中,小口径的管中观察不 到。
乳沫状流
4.环状流
(1)特征
1)贴壁液膜呈环形向上流动; 2)管子中部为夹带水滴的气柱; 3)液膜和气流核心之间存在波动界面。
(3)高液相流速下,液相紊流应力起着离散气相,阻碍气 泡聚合的作用,当紊流应力作用大于气泡受到的浮力时,将 阻止泡状流向弹状流的转变.
2. 水平管中分层流动的出现范围
(1)气相速度高,使分层面出现波浪,形成弹状流。消除 分层流动的蒸汽界限速度如下式表示:
W '' j
0.38
d 0.5
' ''
0.5
简 主适 发 易 导用 展 性 性性 性 原 原原 原 则 则则 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来自2.9 管内淹没和流向反转过程的流型
一.气液两相逆向流动的两种极限现象
淹没(液泛)、流向反转(回流)
二.淹没和流向反转现象
1.气体流量由零开始增加
注水器
液体
底桶
气体
A
淹没过程实验现象
现在 0;.3 高压情况下, 较大仍为泡状流, P
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低.3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。
两相流流型识别及判断方法
气液两相流流型识别与检测技术研究进展葛昊(常州大学石油工程学院江苏常州 213016)摘要:气液两相流在生产过程与科学研究中具有十分重要的地位。
对于气液两相流问题的分析处理,经常采用基于流型的方法,即首先分清气液两相流的流型,然后根据各种流型的特点,分析其流动特性并建立关系式。
气液两相流体系是一个复杂的多变量随机过程体系,流型的定义、判别方法等方面的研究是多相流学科目前研究的重点内容。
就与气液两相流流型及其判别有关的研究状况进行了回顾和评述,力图反映近年来气液两相流流型及其判别问题研究的状态和趋势。
关键词:气液两相流;流型识别;研究状况;发展趋势Research progress of flow patterns identification and detection technology of gas-liquid two phase flowGe Hao(School of Petroleum Engineering Changzhou University ,Changzhou,Jiangsu 213016 China) Abstract:Two phase flow plays an important role in the production process and scientific research. For the analysis of the problem of gas-liquid two-phase flow, flow pattern based method is often used, namely first air flow, then according to the characteristics of various flow patterns, analysis of the flow characteristics and established relationship. Gas liquid two phase flow system is a complex multivariable stochastic process system. The definition of flow pattern and the method of identification are the key contents of multiphase flow. In this paper, the research status of gas-liquid two-phase flow pattern and its identification are reviewed and reviewed. The state and trend of gas-liquid two-phase flow pattern and its identification are reviewed.Key words:Gas-liquid two-phase flow; flow regime identification; research status; development trend前言气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。
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。
第三章 多相流流型及判别方法
第一节 描述多相流的主要参数及其计算公式
以最常见的气液两相流(其它多相流可类推)为例,描述多相流的各 种参数有: 一、流量 (一)质量流量 单位时间内流过管路横截面的流体质量称为质量流量。对于气液两相 混输管路有: G Gg Gl
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 1
第三章 多相流流型及判别方法
1.E+01
1.E+02
1.E+03
1.E+04
G lθ ψ /G g ,无因次
图3-14 贝克流型分界图
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 22
第三章 多相流流型及判别方法
为了便于在计算机上使用,可用圆锥曲线和直线对各流型分界线进 行回归,得到各流型的分界线: 1)分界曲线C1~C4的方程: t1 s1 C1: y 3.81875 0.9419619 其中: t1 = -0.2416111x-0.3066479 s1 = t 12 -1.88392(-0.03503182x+0.0009900329)(x+1) t s2 y 3.95 2 C2: 1.253512
(二)体积流量 单位时间内流过管路横截面的流体体积称为体积流量。对于气液两相混 输管路有:
Q Qg Ql
二、流速 (一)气相和液相速度 气相速度: 液相速度:
wg
Qg Ag
wl
Ql Al
(二)气相和液相的折算速度 气相折算速度:
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 2
第三章 多相流流型及判别方法
(二)麦克达姆(MeAdam)计算式:
1
m
x
g
1 x
气液两相流流型实验报告
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)。
油气混输管路内的流型特征及其识别方法论文
油气混输管路内的流型特征及其识别方法论文油气混输管路内的流型特征及其识别方法第一章绪论1.1课题背景气液两相流的宏观运动规律以及它与其他运动形态之间的相互作用是两相流体力学的主要研究内容之一。
气液两相流的研究,是随着工业技术的需要而发展起来的。
特别是本世纪40年代后,由于动力工程﹑化学工程﹑石油工程﹑原子能工程﹑航天工程以及环境保护工程的兴起和发展,气液两相流的研究日益得到重视,促使它形成为一门完整的应用基础学科。
广义而言,气液两相流动属流动力学的研究范畴之一,流动力学的基本方程也适用于气液两相流。
但由于在气液两相流中,存在气液两相间的相互作用,因此两相流动问题较单相流动问题要复杂的多,两者间在本质特征上也有较大的不同。
气液两相流流型的复杂性和多样性就是显著区别于单相流动的特点之一。
两相流流型是两相流的结构形式。
对于流型形成机制及其特点的认识,是两相流的机理及其规律研究的重要组成方面,同时也直接关系到对两相流学科中其他问题的分析研究。
例如,对于气液两相流问题的分析处理,经常采用基于流型的方法,即首先分清气液两相流的流型,然后根据各种流型的特点,分析其流动特性并建立关系式。
这种方法考虑了两相流的流型特征,具有较强的针对性。
流型研究在工程中也具有重要的应用价值。
在涉及到气液两相流动的管路系统设计时,流动压降是基本参数之一,而两相流压降与流刑具有密切关系。
实验结果表明,在相同的质量流量下,不同流型下的流动阻力可以变化几倍甚至几十倍。
不同的流型,将会使管道受到不同频率分布特性的作用力,这将直接关系到管道结构的减振设计,以确保管道系统的安全运行。
为了进行多相流动参数的测量和计量,流型也是必须考虑的重要因素。
因为流型的变化往往会造成测量装置的显著改变。
另外,不同的流行具有不同的传热﹑传质特性,这对于化工﹑动力等过程的工艺技术也至关重要。
气液两相流流型与两相间界面的形状及其组合变化密切相关,流型的发展与稳定往往是相对的(例如,在长距离管线中,由于沿程状态参数的变化,流兴会发生改变),从而导致流型问题变化复杂。
关于水平管道两相流流型判别的问题
科学管理2016年第12期关于水平管道两相流流型判别的问题马鲁英张丽西安石油大学油气储运工程陕西西安710065摘要:本文说明了水平管道气液两相流流型的分类方法和它的转换理论。
关键词:水平管道两相流流型判别水平管道气液两相流中其气液流动的状态是十分复杂且多变的,正是因为多变和复杂,所以对于流型的研究才具有重大意义。
在实际工程上,与流型有直接关系的主要是两相流压降,因此对两相流压降的计算,在两相流流型研究中具有重要的作用,可以解决一系列流动问题。
目前,在许多行业的生产中,生产设备和过程中都或多或少的出现了气液两相流动工况。
气液两相介质在流动过程中,受流型影响的方面很多,因此研究两相流流型以及对流型的识别时,对气液两相流介质参数的测量是一个重要的研究方向。
与此同时,两相流流型以及对流型的识别在相关领域的工业生产过程中的安全运行提供了可靠的技术支持。
1流型的分类流型之所以会复杂多样化,是因为气液两相之间的界面会不断发生变化,并且两相介质的分布状态也在不断改变在气液两相流的流动中。
不仅如此,流型还和管道倾斜的程度、管道横截面的形状特征、管道的尺寸大小、介质所处的重力场、介质的表面张力强度等有关系。
由于流型的种类比较复杂且变化繁多,不同的学者从其自身的研究角度出发进行研究,所以对于流型分类的研究也就存在一些差异。
在重力场的作用下,气液两相在水平管道中流动时,流型会变得复杂化。
O shinow。
在综合和发展了其他研究者的基础上,将水平管中的气液两相的流动形态大致分为以下几种:环状流、弹状流、气泡流、波状流、层状流和塞状流。
2流型及其转换的理论判别在管道中,由于介质的物理性质、流动的参数和流道的形状、位置等都会影响流动的状态,所以气液两相流的流动状况十分复杂多变。
其中任意一种因素发生改变,都会改变两相流的流型。
因此在对于两相流流型研究过程中,其问题的关键主要体现在对于流型的划分、流型的定义、流型的识别和流型过渡准则等的确定上。
流形的判别方法
2003年zhang等提出基于段塞流的通用流型判别法。在该判别法中,流型
判别算法与流动参数算法一致,根据动量方程和连续性方程计算各流型 间转化的边界条件。
(1)分散气泡流向段塞流转化。当气象表观速度WSG大于0.1m/s时,分 散气泡流到段塞流的转化边界采用zhang建立的机理模型预测,该机理模
L
)
X
2
4CL
( L SL D )n
2
L SL
X2
D 4CG
L ( GSG D )m
2
G
2 SG
D
G
2
Y
(L G )g sin
4CG
( G SG D )m
G
2 SG
D
G
2
式中:Y为无量纲重力参数;X为Lockhart-Martinelli参数;、分别为液相和气 相的动力粘度,,为液相表观速度,m/s,CL、CG、n、m为常数,与气液相的 流态有关。
dhL
]
1
d A L [1 ( 2 h 1) 2 ] 0.5 dh L
F
G
SG
L G Dgcos
式中:F为无因次数;WG为气相速度,m/s;AL、AG、分别为液相和气相所占的 截面积的无量纲数;hL为管内液位高度的无量纲数;D为管径,m;为气相表观速 度,m/s。
(2)环状流向段塞流的转化。环状流向段塞流的转换由两种机理决定,这两 种机理导致液相阻塞气芯,流型向段塞流转换。
第一种机理:由于管壁附近液体向下流引起液膜不稳定。液膜不稳定判由同时 求解式(6),(7)两个无量纲方程得到,其中,式(6)得到持液率HL的稳 态解,式(7)得到满足液膜不稳定条件的持液率值,其表达式:
第三章 多相流流型及判别方法
液相折算速度:
Ql wsl A
(三)气液两相混合物速度 Q g Ql wm A (四)气液两相混合物的质量流速 G wG A 三、滑差和滑动比 w wg wl 滑差:
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 3
第三章 多相流流型及判别方法
滑动比:
f
(二)真实密度
G Q
Al g 1 Al l
Al
g 1 l
六、两相混合物粘度 (一)杜克勒(Dukler)计算式:
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 6
第三章 多相流流型及判别方法
m g (1 )l
第三章 多相流流型及判别方法
多相流中各相介质的分布情况称为流型(又称多相流流动结构)。 在多相流分析中,最核心的部分是多相流的流型确定。流型不同,多相 流动的流动特性和传热、传质性能均不同。下面以石油工业中广泛应用 的气—液两相流、液—液两相流、气—液—液三相流的流型分析为例, 讨论多相流的流型及其判别方法。
多相混输技术的研究及其应用 2013-7-11 21
第三章 多相流流型及判别方法
1.E+06 L1 C3 弥散流 C4 1.E+05
2 G g /Aθ ,千克/(米 .时)
波浪流 C1 环状流 C2 冲击流 气泡流
1.E+04 L2 L3
分层流 1.E+03 气团流
1.E+02 1.E-01
1.E+00
第三章 多相流流型及判别方法
1、水平不加热气液两相流流型
气泡流
塞状流
分层流
波状流
弹状流
环状流
明渠恒定流的流动类型及其判别(ppt 51页)
例7.1.3 有一圆形混凝土污水管,已知底坡i= 0.005,粗糙系数n=0.014,充满度α=0.75时 流量Q=0.25m3/s,试求:该管的管径d。
0.75 AQ/Qd0.91
Q d Q /A 0 .2/0 5 .9 1 0 .27 m 34 /s7
Q d1 nAR2/3i1/21 n4 d2d 42/3i1/21.573d8/3
h0
nq
i
1
2
35
(3)当已知渠道的宽深比时,求渠中的正常水深。
对梯形断面渠道:
A b h 0 m h 0 2 (b m h 0)h 0 b2h0 1m2
QACR iA1R2/3i1/2 n
i12
n
bm0hh0 53
23
b2h0 1m2
b h0
Qi12 n
m 5/3 h083
23
2 1m2
h0nQ 3i3 816 2 m 1 5m 8214
2.试算法或图解法
(1)当已知Q、i、n、m、b(或h0)求h0(或b) 时,由于此时需要求解关于h0和b的非线性方程, 不能直接求解,只能采用试算法,或者应用附图 Ⅰ的图解曲线求解。
或
或
或
或
已知 或
已知 或
(2)当已知宽深比β=b/h0或者最佳宽深比βm, 可以用附图Ⅰ图解曲线求解。
Δ
12
Δ
Δ
Δ
=
+Δ
hv12 (ha )hv22
2g
2g
2 1
(b)
(c)
v1Av2(AA)
c2
c2
h hh (
A )2
2g
2g AA
c g A(12A) gA/B gh BA
流型及其判别
2)流型及其判别(2.1)流型由于气液两相在管内空间的分布、流动情况及其相互作用不同,形成两相流的不同流型。
两相流的流型主要取决于气、液的流速;气、液的物理性质如密度、粘度、界面张力等对流型也有一些形响。
典型的流型是比较明确的,但从一种典型流型到另一种典型流型的过渡中,流型是不太明确的,不好辨认。
因此各种文献对同一种流型的命名、定义、分界点往往不尽相同。
本书第五章曾介绍过适用于传热计算的流型划分法。
水平管内气液两相流的流型可以分为六种(图6-3)。
在低液速范围内,随着气速的增加依次发生下列三种流型:(1)分层流(Stratified Flow )。
在液速、气速都很低时,气液之间的作用很微弱,液体在管道下部流动,而气体则在上部流动。
两相都是连续的。
界面是平滑的。
当气速增大时,界面上出现一些波纹,但仍属于分层流。
(2)波状流(Wave Flaw)。
当气速再增大时,波纹变为大波。
有时掀起的波尖可以舔到管子的拱顶。
和分层流的相同处是两相都是连续的,不同处是两相之间的作用加剧了。
(3)环-雾状流(Annular-Mist Flow)。
在气速更加增大时,液层深度越来越浅,已不足以掀起大波,而被气流冲散到管壁上,形成上下不对称的环形液膜,也有一部分液体被吹扫至气流中成为雾沫。
气相是连续的。
在气速更高的条件下,液膜可能不再存在,这就是单纯的雾状流。
在中等液速范围内,随着气速的增大,依次产生下列各种流型:(4)长泡流(且叫笋ted Bubble Flow)。
在低气速时,气体以长形气泡的形式紧贴在管道上壁向前移动。
有的文献中用活塞流( Plug Flow)名称。
也有的文献将这种流型称为气泡流(Bubble Flow)。
在长泡流中液体是连续相。
(5)液节流(Slug Flow)。
如再增加气速,长泡增大,其截面可增至接近管子整个面积,液体被分成一节节地向前移动,从而形成液节流。
在高液速下,随着气速的增大,产生下列流型:(6)分散气泡流(Dispersed Bubble Flow)。
明渠水流有哪三种流态
明渠水流有哪三种流态,是如何定义的,判别标准是什么急流、缓流、临界流各有哪些特点弗劳德数的物理意义是什么为什么可以用它来判别明渠水流的流态什么叫断面比能它与断面单位重量液体的总能量 E 有何区别何谓断面比能曲线比能曲线有哪些特征若渠道断面形状,尺寸一定,只使得流量比原来的流量 1Q 增大为2Q (即12Q Q ) ,试在同一图上绘出比能曲线,比较哪一个的临界水深大;如果只增大底坡,K h 又怎样变化陡坡、缓坡、临界坡是怎样定义的如何判别渠道坡度的陡缓缓坡渠道只能产生缓流,陡坡渠道只能产生急流,对吗缓流或急流为均匀流时,只能分别在缓坡或陡坡上发生,对吗一矩形断面渠道 b 为 3 m , Q 为 4.8 m 3/s , n 为 , i 为 。
试求:( 1 ) 水流作均匀流时微波波速;( 2 ) 水流作均匀流时的弗劳德数;( 3 ) 从不同角度判别明渠水流流态。
一梯形断面渠道,b 为8 m,m 为1,n 为,i 为 ;当流量分别为 1Q =8 m 3/s,2Q = 16 m 3/s 时。
求: ( 1 ) 用试算法计算流量为 1Q 时临界水深;( 2 ) 用图解法计算流量为 2Q 时临界水深;( 3 ) 流量为 1Q 及 2Q 时,判别明渠水流作均匀流的流态。
有一无压圆管,管径 d 为 4 m ,流量 Q 为15.3 m 3/s 时,均匀流水深 0h 为3 .25 m 。
试求:( 1 ) 临界水深;( 2 ) 临界流速;( 3 ) 微波波速;( 4 ) 判别均匀流时流态。
证明:当断面比能 S E 以及渠道断面形式、尺寸(b ,m )一定时,最大流量相应的水深是临界水深。
6 .5 一矩形渠道 b 为5 m , n 为 , i 为 ;试计算该明渠在通过流量 Q = 10 m 3/s 时的临界底坡,并判别渠道是缓坡或陡坡。
试分析并定性绘出图中三种底坡变化情况时,上下游渠道水面线的形式。
已知上下游渠道断面形状、尺寸及粗糙系数均相同并为长直棱柱体明渠。
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2)流型及其判别
(2.1)流型
由于气液两相在管内空间的分布、流动情况及其相互作用不同,形成两相流的不同流型。
两相流的流型主要取决于气、液的流速;气、液的物理性质如密度、粘度、界面张力等对流型也有一些形响。
典型的流型是比较明确的,但从一种典型流型到另一种典型流型的过渡中,流型是不太明确的,不好辨认。
因此各种文献对同一种流型的命名、定义、分界点往往不尽相同。
本书第五章曾介绍过适用于传热计算的流型划分法。
水平管内气液两相流的流型可以分为六种(图6-3)。
在低液速范围内,随着气速的增加依次发生下列三种流型:
(1)分层流(Stratified Flow )。
在液速、气速都很低时,气液之间的作用很微弱,液体在管道下部流动,而气体则在上部流动。
两相都是连续的。
界面是平滑的。
当气速增大时,界面上出现一些波纹,但仍属于分层流。
(2)波状流(Wave Flaw)。
当气速再增大时,波纹变为大波。
有时掀起的波尖可以舔到管子的拱顶。
和分层流的相同处是两相都是连续的,不同处是两相之间的作用加剧了。
(3)环-雾状流(Annular-Mist Flow)。
在气速更加增大时,液层深度越来越浅,已不足以掀起大波,而被气流冲散到管壁上,形成上下不对称的环形液膜,也有一部分液体被吹扫至气流中成为雾沫。
气相是连续的。
在气速更高的条件下,液膜可能不再存在,这就是单纯的雾状流。
在中等液速范围内,随着气速的增大,依次产生下列各种流型:
(4)长泡流(且叫笋ted Bubble Flow)。
在低气速时,气体以长形气泡的形式紧贴在管道上壁向前移动。
有的文献中用活塞流( Plug Flow)名称。
也有的文献将这种流型称为气泡流(Bubble Flow)。
在长泡流中液体是连续相。
(5)液节流(Slug Flow)。
如再增加气速,长泡增大,其截面可增至接近管子整个面积,液体被分成一节节地向前移动,从而形成液节流。
在高液速下,随着气速的增大,产生下列流型:
(6)分散气泡流(Dispersed Bubble Flow)。
在高速流动的液体中,气体被分散成小气泡,比较均匀地分布在管截面上。
有的文献中称它为泡沫流( Froth Flow )。
也有将它和长泡流混为一谈的,统称为气泡流。
分散气泡流的液相是连续的。
在极大气速时,分散气泡流向环一雾状流转变。
可见,随着气速增大,各种流型最后均发展为环一雾状流或单纯雾状流。
在垂直管内,气液两相向上流动时发生的流型可分为下列四种(图6-4)。