多相流基础第一章 绪论

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两相流的范围
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§1－3 多相流的基本特征参数
1、质量流量、质量流速和质量相含量（相分数）
质量流量：单位时间内通过通道总流通截面的流体质量
W W1 W2 (kg / s)
质量流速： 单位流通截面的质量流量
G W / A G1 W1 / A G2 W2 / A
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3、液固两相流
液体和固体颗粒混合在一起共同流动。

例：水力输送，矿浆，纸浆，泥浆，水力除渣，污水管流动等
4、液液两相流
两种互不相溶的液体混合在一起的流动。
例： 油田开采与地面集输、分离、排污中的油水两相流，化工过程 中的乳浊液流动，物质提纯和萃取过程中的液液混合流等
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单质或纯物质的相图
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§1－2 多相流的定义和分类
定义： 必须同时考虑物质多相共存且具有明显相 界面的混合物流动力学 的 特殊流动问题称为 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、尺寸和形状等划分。
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vD vg vH
6、两相混合物密度
流动密度： 单位时间内流过截面的两相混合物 的质量与容积之比 W / Q ( Q Q ) / Q
0 l l g g
真实密度：流动瞬间任一流动截面上两相流混合 物的密度 m g (1 ) l
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参考书

李静海，欧阳洁等.颗粒流体复杂系统的多尺度模拟， 科学出版社，2005 袁亚雄，张小兵，高温高压多相流体动力学基础， 哈尔滨工业大学出版社，2005
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第一章 绪论
§1－1 物质的相描述
定义： 某一系统中具有相同成份及相同物理、化 学性质的 均匀物质部分，各相间有明显可分的 界面。
J Q / A (Q1 Q2 ) / A J1 J 2 J1 Q1 / A (W1 / 1 A) J 2 Q2 / A (W2 / 2 A)
容积相含率： 各相容积流量与总容积流量之比
g Qg /(Ql Qg )
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3、各相真实流速 各相容积流量除以流动中各相所占流通截面积
质量相含率： 各相质量流量与总质量流量之比
x Gg / G Wg / W
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2、容积流量、容积流速和容积相含率 容积流量：单位时间内通过通道总流通截面的流体容积
Q (Q1 Q2 ) (W1 / 1 W2 / 2 )
容积流速： 单位流通截面的容积流量
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多相流基础
2005 年 11 月
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参考书

S.L. Soo, Multiphase Fluid Dynamics, Science Press,1990. 胡道和等，气固过程工程学，武汉理工大学出版社， 2003。 郭烈锦，两相与多相动力学，西安交通大学出版社， 2002。 岑可发，樊建人 《工程气固两相流动的理论及计 算》，浙江大学出版社，1990年。 周力行 《湍流两相流动与燃烧的数值模拟》，清华 大学出版社，1991年。 周力行 《湍流气粒两相流动和燃烧的理论与数值模 拟》，1994年。 盖得· 希特斯洛尼 《多相流动和传热手册》，机械工 业出版社，1993年
2、气固两相流
气体和固体颗粒混合在一起共同流动。 固体颗粒本身无流动性; 当流体流速足够大, 流体中所含的固体小颗粒 具有类似流体特性； 在某些条件下，可将颗粒相作为流体考虑，在 另一些条件下，必须考虑颗粒相本身的特点。
例：空气中夹带灰粒与尘土，沙漠风沙，飞雪，冰雹， 气力输送，气流干燥，煤粉燃烧，石油催裂化，矿物 的流化床焙烧，气力浮选等
vi Qi / Ai
4、真实相含率
某相的流动在任意流通截面上所占通道截面积与总截面 之比
Ag / A; (1 ) Al / A ( A Ag ) / A
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5、滑动比、滑移速度
滑动比：两相中各相真实速度的比值
S vg / vl
wenku.baidu.com滑移速度：轻相速度与两相混合物的速度之差
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5、气液液、气液固和液液固多相流
气体、液体和固体颗粒混合在一起共同流动称为气液固三 相流； 气体与两种不能均匀混合、互不相溶的液体混合物在一起 的流动称为气液液三相流； 两种不能均匀混合、互不相溶的液体与固体颗粒混合在一 起的共同流动称为液液固三相流。 例： 油田油井及井口内的原油-水-气-沙粒的三种以上相 态物质的混合物流动，烟气洗涤塔等
物质的四种相: 固体，液体，气体，等离子体。 古代定义：土、水、空气、火
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物质的相所具有的性质
固体 —— 若不受外界干扰，将永保其形状不变； 液体 —— 在其水平自由面以下与其容器形状相 同； 气体和等离子体 —— 不能用边界面包住自己， 将充满所能占据的整个空间。 流体 —— 液体、气体和等离子体均不能保持形 状不变而具有流动性。
1、气液两相流
气体和液体 物质 混合在一起共同流动。 单工质汽液两相流 ，如水－水蒸汽 汽、液两相均具有相同的化学成份； 在压力和温度发生变化时会发生相变。 双组分工质气液两相流, 如空气－水 两相具有不同的化学成份。
例：蒸发器、冷凝器、反应器、气液混合器、气液分离器 等。
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