哈工程兩相流第2章兩相流的流型和流型圖[高等教學(xué)]

1、第二章第二章 兩相流的流型和流型圖兩相流的流型和流型圖 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 1.1.流型的定義、影響流型的因素流型的定義、影響流型的因素; ; 2.2.豎直上升絕熱管、豎直上升絕熱管、豎直下降絕熱管、豎直下降絕熱管、水平絕熱管水平絕熱管 中存在的流型、特征及出現(xiàn)范圍中存在的流型、特征及出現(xiàn)范圍; ; 3.3.管內(nèi)淹沒和流向反轉(zhuǎn)的產(chǎn)生及判別管內(nèi)淹沒和流向反轉(zhuǎn)的產(chǎn)生及判別; ; 4. 4.流型的過渡及判別；流型的過渡及判別； 5.5.采用流型圖判別流型的方法。采用流型圖判別流型的方法。 1嚴(yán)選課件 2.1 研究流型的意義研究流型的意義 一一. .何謂兩相流的流型何謂兩相流的流型? ?單相流與

2、兩相流的單相流與兩相流的 區(qū)別？區(qū)別？ 1. 1.氣液兩相流體在流動過程中，兩相之間存在氣液兩相流體在流動過程中，兩相之間存在 分界面，這就是兩相流區(qū)別于單相流的重要特分界面，這就是兩相流區(qū)別于單相流的重要特 征。征。 2.2.兩相流中兩相介質(zhì)的分布狀況，不同的界面兩相流中兩相介質(zhì)的分布狀況，不同的界面 分布就構(gòu)成了不同的兩相流流型。分布就構(gòu)成了不同的兩相流流型。 2嚴(yán)選課件 三三. .影響流型的因素影響流型的因素 1.x,P,G; 1.x,P,G; 2. 2.是否受熱（非絕熱）；是否受熱（非絕熱）； 3. 3.流動方向；流動方向； 4. 4.流道結(jié)構(gòu)。流道結(jié)構(gòu)。 1.1.流型影響流體的換熱特

3、性；流型影響流體的換熱特性； 2.2.流型影響壓降特性；流型影響壓降特性； 3.3.流動不穩(wěn)定性與流型有關(guān)；流動不穩(wěn)定性與流型有關(guān)； 4.4.建立流動模型與流型密切相關(guān)。建立流動模型與流型密切相關(guān)。 二二. .研究流型的意義研究流型的意義 3嚴(yán)選課件 2.2 垂直上升管中的流型垂直上升管中的流型 泡狀流泡狀流 一一. . 垂直上升不加熱直圓管垂直上升不加熱直圓管 1.1.泡狀流泡狀流 (1)(1)特征：特征： 1)1)液相連續(xù)，氣相不連續(xù)；液相連續(xù)，氣相不連續(xù)； 2) 2)氣泡多數(shù)呈球形；氣泡多數(shù)呈球形； 3) 3)管子中心氣泡密度大，有趨中效應(yīng)。管子中心氣泡密度大，有趨中效應(yīng)。 (2)(2)

4、出現(xiàn)范圍：出現(xiàn)范圍： 主要出現(xiàn)在低主要出現(xiàn)在低x區(qū)，在中低壓情況下，出區(qū)，在中低壓情況下，出 現(xiàn)在現(xiàn)在 ； 高壓情況下，高壓情況下， 較大仍為泡狀流，較大仍為泡狀流， 3 . 0 P 4嚴(yán)選課件 2.2.彈狀流彈狀流 (1)(1)特征特征 1)1)大氣泡與大液塊交替出現(xiàn)，頭部呈球大氣泡與大液塊交替出現(xiàn)，頭部呈球 形，尾部扁平，形如炮彈；形，尾部扁平，形如炮彈； 2)2)氣彈間液塊向上流動，夾有小氣泡；氣彈間液塊向上流動，夾有小氣泡； 3)3)氣彈與管壁間液層緩慢向下流動。氣彈與管壁間液層緩慢向下流動。 (2)(2)出現(xiàn)范圍出現(xiàn)范圍 1)1)低壓、低流速低壓、低流速, , ，低壓時(shí)氣泡長，低壓時(shí)

5、氣泡長 度可達(dá)度可達(dá)1m1m以上；以上； 2) ,2) ,不能形成大氣泡，當(dāng)不能形成大氣泡，當(dāng)P10MPaP10MPa 時(shí)，彈狀流消失；時(shí)，彈狀流消失； 3)3)出現(xiàn)在泡出現(xiàn)在泡- -環(huán)過渡區(qū)。環(huán)過渡區(qū)。 3 .0 P 彈狀流彈狀流 5嚴(yán)選課件 3.3.乳沫狀流乳沫狀流( (攪混流）攪混流） (1)(1)特征特征 1)1)破碎的氣泡形狀不規(guī)則，有破碎的氣泡形狀不規(guī)則，有 許多小氣泡夾雜在液相中；許多小氣泡夾雜在液相中； 2)2)貼壁液膜發(fā)生上下交替運(yùn)動，貼壁液膜發(fā)生上下交替運(yùn)動， 從而使得流動具有震蕩性。從而使得流動具有震蕩性。 (2)(2)出現(xiàn)范圍出現(xiàn)范圍 它是一種過渡流，一般出現(xiàn)在它是一種

6、過渡流，一般出現(xiàn)在 大口徑管中，小口徑的管中觀察不大口徑管中，小口徑的管中觀察不 到。到。 乳沫狀流乳沫狀流 6嚴(yán)選課件 4.4.環(huán)狀流環(huán)狀流 (1)(1)特征特征 1)1)貼壁液膜呈環(huán)形向上流動；貼壁液膜呈環(huán)形向上流動； 2)2)管子中部為夾帶水滴的氣柱；管子中部為夾帶水滴的氣柱； 3)3)液膜和氣流核心之間存在波動界面。液膜和氣流核心之間存在波動界面。 (2)(2)出現(xiàn)范圍出現(xiàn)范圍 1)1)在在PPPPcr cr， ，0 x10 x10MpaP10Mpa，彈狀流消失，流型，彈狀流消失，流型 直接從泡狀流向環(huán)狀流轉(zhuǎn)變。直接從泡狀流向環(huán)狀流轉(zhuǎn)變。 (2)(2)絕熱管中不會出現(xiàn)霧狀流。絕熱管中不

7、會出現(xiàn)霧狀流。 二二. .垂直上升加熱直圓管中的流動型式垂直上升加熱直圓管中的流動型式 8嚴(yán)選課件 三三. .流型圖流型圖 2 f j 目前廣泛采用的流型圖均目前廣泛采用的流型圖均 為二元的，其坐標(biāo)為流動參為二元的，其坐標(biāo)為流動參 數(shù)或組合參數(shù)。數(shù)或組合參數(shù)。 選用右圖流型圖注意選用右圖流型圖注意 1. 實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件 D Di i=31.2mm; P=0.14-0.54MPa=31.2mm; P=0.14-0.54MPa, 流動工質(zhì)是空氣和水。流動工質(zhì)是空氣和水。 2. 該圖和應(yīng)用該圖和應(yīng)用P=3.45-6.9MPaP=3.45-6.9MPa, 汽水混合物在汽水混合物在D Di i=121

8、.7mm=121.7mm管管 子中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合良子中得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合良 好。好。 2 g j 9嚴(yán)選課件 3.3.坐標(biāo)參數(shù)坐標(biāo)參數(shù) 橫坐標(biāo)：分液相動壓頭橫坐標(biāo)：分液相動壓頭 縱坐標(biāo)：縱坐標(biāo)：分氣相動壓頭分氣相動壓頭 222 )1 (Gxj f 222 xGj g 10嚴(yán)選課件 上節(jié)重要知識點(diǎn)上節(jié)重要知識點(diǎn) 1.1.兩相流型的定義，與單相流的區(qū)別；兩相流型的定義，與單相流的區(qū)別； 2.2.研究兩相流流型的意義？研究兩相流流型的意義？ 3.3.影響兩相流流型的因素？影響兩相流流型的因素？ 4.4.垂直上升絕熱、加熱直圓管中的流型分垂直上升絕熱、加熱直圓管中的流型分 別有哪些？每種流型的特征

9、和出現(xiàn)的范別有哪些？每種流型的特征和出現(xiàn)的范 圍是什么？圍是什么？ 11嚴(yán)選課件 2.32.3垂直下降管中的氣液兩相流流垂直下降管中的氣液兩相流流 型及其流型圖型及其流型圖 1.泡狀流泡狀流 2.彈狀流彈狀流 3.下降液膜流下降液膜流 4.帶氣泡的帶氣泡的 5.塊狀流塊狀流 6.霧式環(huán)狀流霧式環(huán)狀流 下降液膜流下降液膜流 一一. . 流型的分類流型的分類 12嚴(yán)選課件 1.1.泡狀流泡狀流 特征特征: : 1)1)氣泡集中在管子中心部分氣泡集中在管子中心部分 2)2)氣泡尺寸更小，更接近于球形。氣泡尺寸更小，更接近于球形。 2.2.彈狀流彈狀流 若若 ，則氣泡將聚集成氣彈。，則氣泡將聚集成氣彈

10、。 特征：特征： 1)1)氣彈較長，尾部呈球形；氣彈較長，尾部呈球形； 2)2)下降流時(shí)貼壁面液膜向下流動，故比上升下降流時(shí)貼壁面液膜向下流動，故比上升 流時(shí)穩(wěn)定。流時(shí)穩(wěn)定。 xconstM, 13嚴(yán)選課件 3.3.環(huán)狀流環(huán)狀流 (1)(1)下降液膜流下降液膜流 當(dāng)當(dāng) 小時(shí)，有一層液膜沿管壁下流，核心部分小時(shí)，有一層液膜沿管壁下流，核心部分 為氣相，液膜中無氣泡。為氣相，液膜中無氣泡。 (2)(2)帶氣泡的下降液膜流帶氣泡的下降液膜流 當(dāng)當(dāng) 時(shí)，由于慣性的作用，氣相將進(jìn)入液膜。時(shí)，由于慣性的作用，氣相將進(jìn)入液膜。 (3)(3)塊狀流塊狀流 當(dāng)當(dāng) 較高時(shí)，貼壁為液膜，由于氣相的卷吸較高時(shí)，貼壁為

11、液膜，由于氣相的卷吸 作用，核心為霧狀氣柱。作用，核心為霧狀氣柱。 (4)(4)霧式環(huán)狀流霧式環(huán)狀流 當(dāng)當(dāng) 較高時(shí)，貼壁為液膜，由于氣相的卷吸作用，較高時(shí)，貼壁為液膜，由于氣相的卷吸作用， 核心為霧狀氣柱。核心為霧狀氣柱。 M MM , MM, M 14嚴(yán)選課件 二二. .流型圖流型圖 1.1.實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件 空氣和多種液體混合物空氣和多種液體混合物,d,di i=25.4mm,P=0.17MPa=25.4mm,P=0.17MPa 2.2.坐標(biāo)參數(shù)坐標(biāo)參數(shù) 橫坐標(biāo)橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo)縱坐標(biāo) gd j gd jj Fr fg 2 2 25. 0 3 www y V V 1 15嚴(yán)選課件 一一. .水

12、平不加熱管中的流動型式水平不加熱管中的流動型式 1. .泡狀流泡狀流 氣泡趨于管道上部，下部較氣泡趨于管道上部，下部較 少。其分布與流速關(guān)系很大。少。其分布與流速關(guān)系很大。 液相流速增大，分布趨于均勻。液相流速增大，分布趨于均勻。 2.2.塞狀流塞狀流 氣泡聚結(jié)長大而形成氣塞，氣泡聚結(jié)長大而形成氣塞， 與垂直上升流中彈狀流相似。與垂直上升流中彈狀流相似。 大氣塞后有小氣泡，由泡狀流大氣塞后有小氣泡，由泡狀流 過渡而來。過渡而來。 2.4 2.4 水平管中的流動型式水平管中的流動型式 16嚴(yán)選課件 3. 3. 分層流分層流 特征：特征： (1)(1)出現(xiàn)在出現(xiàn)在 都比較小的情況；都比較小的情況；

13、 (2)(2)兩相完全分離，氣相在管道上方流動；兩相完全分離，氣相在管道上方流動； (3)(3)氣液之間有明顯的分界面。氣液之間有明顯的分界面。 4. 4. 波狀流波狀流 氣相流速足夠高時(shí)，由于氣相的作用，在界面上產(chǎn)生一個(gè)擾動波，氣相流速足夠高時(shí)，由于氣相的作用，在界面上產(chǎn)生一個(gè)擾動波， 擾動波向前推進(jìn)向波浪一樣，形成波狀流。擾動波向前推進(jìn)向波浪一樣，形成波狀流。 5. 5. 彈狀流彈狀流 在波狀流基礎(chǔ)上，隨著氣相流速的增加，會使這些擾動波碰到流道在波狀流基礎(chǔ)上，隨著氣相流速的增加，會使這些擾動波碰到流道 的頂部表面，形成氣彈。的頂部表面，形成氣彈。 彈狀流與塞狀流的區(qū)別彈狀流與塞狀流的區(qū)別

14、(1)(1)彈狀流的氣相流速低于塞狀流的；彈狀流的氣相流速低于塞狀流的； (2)(2)氣彈頂部無液膜；氣彈頂部無液膜； (3)(3)塞狀流由泡狀流過渡而來，彈狀流由波狀流過渡而來。塞狀流由泡狀流過渡而來，彈狀流由波狀流過渡而來。 6. 6. 環(huán)狀流環(huán)狀流 受重力作用，周向液膜厚度不均勻。受重力作用，周向液膜厚度不均勻。 出現(xiàn)在氣相流速較高、流量比較大，而液相流速較低時(shí)。當(dāng)壁面粗出現(xiàn)在氣相流速較高、流量比較大，而液相流速較低時(shí)。當(dāng)壁面粗 糙時(shí)，液膜可能不連續(xù)。糙時(shí)，液膜可能不連續(xù)。 WW , 17嚴(yán)選課件 水平不加熱管中的流型圖片水平不加熱管中的流型圖片 18嚴(yán)選課件 水平不加熱管中的流型圖片水

15、平不加熱管中的流型圖片 19嚴(yán)選課件 二二. .水平加熱管中的流動型式水平加熱管中的流動型式 1.1.單相流單相流 2.2.泡狀流泡狀流 3.3.塞狀流塞狀流 4.4.彈狀流彈狀流 5.5.波狀流波狀流 6.6.環(huán)狀流環(huán)狀流 流型演變與流型演變與P P、q q、W Wo o密切相關(guān)密切相關(guān) P P：當(dāng)：當(dāng)P P很高時(shí)，塞狀流和彈狀流消失；很高時(shí)，塞狀流和彈狀流消失； q q：q q較大，環(huán)狀流所占范圍擴(kuò)大；較大，環(huán)狀流所占范圍擴(kuò)大； WoWo：WoWo高，慣性作用增強(qiáng)，可消除波狀流，流型不對稱高，慣性作用增強(qiáng)，可消除波狀流，流型不對稱 性減小，接近豎直管中的流型。性減小，接近豎直管中的流型。

16、注意：注意：從工程角度，避免水平布置；當(dāng)水平布置時(shí)，需要提高從工程角度，避免水平布置；當(dāng)水平布置時(shí)，需要提高 入口水的流速，使入口水的流速，使Wo1m/sWo1m/s，可避免波狀流。，可避免波狀流。 20嚴(yán)選課件 流型圖遵循四原則流型圖遵循四原則 簡易性原簡易性原 則則 主導(dǎo)性原則主導(dǎo)性原則 適用性原則適用性原則 發(fā)展性原則發(fā)展性原則 21嚴(yán)選課件 2.9 2.9 管內(nèi)淹沒和流向反轉(zhuǎn)過程的流型管內(nèi)淹沒和流向反轉(zhuǎn)過程的流型 一一. .氣液兩相逆向流動的兩種極限現(xiàn)象氣液兩相逆向流動的兩種極限現(xiàn)象 淹沒（液泛）、流向反轉(zhuǎn)（回流）淹沒（液泛）、流向反轉(zhuǎn)（回流） 二二. .淹沒和流向反轉(zhuǎn)現(xiàn)象淹沒和流向反

17、轉(zhuǎn)現(xiàn)象 注水器注水器 氣體氣體 底桶底桶 1.1.氣體流量由零開始增加氣體流量由零開始增加 液體液體 22嚴(yán)選課件 圖圖2-31 淹沒過程的壓降和流量變化淹沒過程的壓降和流量變化 淹沒過程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象淹沒過程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 A B 23嚴(yán)選課件 液體流量一定，當(dāng)氣體流量增加到某一點(diǎn)時(shí)，液體流量一定，當(dāng)氣體流量增加到某一點(diǎn)時(shí)， 環(huán)狀液膜表面出現(xiàn)較大的波浪，管段內(nèi)壓差突然升環(huán)狀液膜表面出現(xiàn)較大的波浪，管段內(nèi)壓差突然升 高，注水器上部有水帶出，此點(diǎn)即為高，注水器上部有水帶出，此點(diǎn)即為淹沒開始點(diǎn)淹沒開始點(diǎn)。 出現(xiàn)的特征之一：出現(xiàn)的特征之一：注水器以下管段中壓差突然注水器以下管段中壓差突然 升高升高。 當(dāng)繼續(xù)增加

18、氣體流量，達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)，氣體當(dāng)繼續(xù)增加氣體流量，達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)，氣體 將全部液體帶出試驗(yàn)段，此點(diǎn)稱為將全部液體帶出試驗(yàn)段，此點(diǎn)稱為液體被全部攜液體被全部攜 帶點(diǎn)。帶點(diǎn)。 24嚴(yán)選課件 2 2. .氣體流量逐漸減少氣體流量逐漸減少 當(dāng)氣體流量降到某一值時(shí)，當(dāng)氣體流量降到某一值時(shí)， 液膜開始回落到注水器以下，此液膜開始回落到注水器以下，此 點(diǎn)稱為點(diǎn)稱為流向反轉(zhuǎn)點(diǎn)。流向反轉(zhuǎn)點(diǎn)。 在流向反轉(zhuǎn)點(diǎn)后繼續(xù)減少氣在流向反轉(zhuǎn)點(diǎn)后繼續(xù)減少氣 體流量至某一值時(shí)，全部液體恢體流量至某一值時(shí)，全部液體恢 復(fù)向下流動，這點(diǎn)稱為復(fù)向下流動，這點(diǎn)稱為淹沒消失淹沒消失 點(diǎn)。點(diǎn)。 淹沒消失點(diǎn)與淹沒開始點(diǎn)所淹沒消失點(diǎn)與淹沒開始點(diǎn)所

19、對應(yīng)的氣體流量不相等，淹沒消對應(yīng)的氣體流量不相等，淹沒消 失點(diǎn)所對應(yīng)的氣體流量比淹沒開失點(diǎn)所對應(yīng)的氣體流量比淹沒開 始點(diǎn)對應(yīng)的氣體流量小，這種現(xiàn)始點(diǎn)對應(yīng)的氣體流量小，這種現(xiàn) 象稱為象稱為淹沒消失滯后淹沒消失滯后。 25嚴(yán)選課件 26嚴(yán)選課件 和和 反映了慣性力與重力的比值，反映了慣性力與重力的比值，WallisWallis給出，發(fā)生給出，發(fā)生 淹沒時(shí)滿足以下條件淹沒時(shí)滿足以下條件： 2.2.淹沒和流向反轉(zhuǎn)過程的表達(dá)式淹沒和流向反轉(zhuǎn)過程的表達(dá)式 1 1）. .發(fā)生淹沒發(fā)生淹沒( (液阻液阻) )的條件的條件 引入兩個(gè)無量綱量引入兩個(gè)無量綱量 （2-11） 式中，式中，m m和和c c是兩個(gè)常數(shù)，

20、主要跟氣體的入口條件有關(guān)，可是兩個(gè)常數(shù)，主要跟氣體的入口條件有關(guān)，可 有試驗(yàn)來確定。一般情況下，有試驗(yàn)來確定。一般情況下，m1,cm1,c1. 27嚴(yán)選課件 2 2）發(fā)生流向反轉(zhuǎn)的條件）發(fā)生流向反轉(zhuǎn)的條件 3 3）液體被全部攜帶點(diǎn)判定條件）液體被全部攜帶點(diǎn)判定條件 也可用庫塔杰拉茲數(shù)來表達(dá)液體全部攜帶點(diǎn)也可用庫塔杰拉茲數(shù)來表達(dá)液體全部攜帶點(diǎn) * G J m * 0.7 G J (2-17) 1 2 1 4 G J Ku g 1 4 3.2 GB KuJN 28嚴(yán)選課件 3. 3. 研究淹沒和流向反轉(zhuǎn)的重要性研究淹沒和流向反轉(zhuǎn)的重要性 29嚴(yán)選課件 3. 3. 研究淹沒和流向反轉(zhuǎn)的重要性研究淹沒

21、和流向反轉(zhuǎn)的重要性 1 1）反應(yīng)堆出現(xiàn)破口事故時(shí)，安注系統(tǒng)的投入，需要）反應(yīng)堆出現(xiàn)破口事故時(shí)，安注系統(tǒng)的投入，需要 避開淹沒產(chǎn)生的條件，保證冷卻水進(jìn)入堆芯，冷卻燃料棒；避開淹沒產(chǎn)生的條件，保證冷卻水進(jìn)入堆芯，冷卻燃料棒； 2 2）破口事故時(shí)，一回路循環(huán)工質(zhì)將沿與蒸汽發(fā)生器）破口事故時(shí)，一回路循環(huán)工質(zhì)將沿與蒸汽發(fā)生器 底部相連的水平管流回反應(yīng)堆，在自然循環(huán)作用下帶出堆底部相連的水平管流回反應(yīng)堆，在自然循環(huán)作用下帶出堆 芯熱量，此時(shí)會在水平管處產(chǎn)生氣液逆向流動，可能會發(fā)芯熱量，此時(shí)會在水平管處產(chǎn)生氣液逆向流動，可能會發(fā) 生淹沒現(xiàn)象，因此對水平管內(nèi)淹沒現(xiàn)象發(fā)生條件還需進(jìn)生淹沒現(xiàn)象，因此對水平管內(nèi)淹沒

22、現(xiàn)象發(fā)生條件還需進(jìn) 一步的研究。一步的研究。 30嚴(yán)選課件 4. 4. 豎直管內(nèi)氣液兩相逆向流動流型圖豎直管內(nèi)氣液兩相逆向流動流型圖 泡彈，環(huán) ppp 圖中，圖中，a線表示發(fā)生淹沒時(shí)的界限，線表示發(fā)生淹沒時(shí)的界限， 無解區(qū)表示液體全部被攜帶。無解區(qū)表示液體全部被攜帶。 多種流型共存的區(qū)域，可用多種流型共存的區(qū)域，可用 下屬方法進(jìn)行判別：下屬方法進(jìn)行判別： 1 14 2 2 1 2 b g 0.35 gD1.53 0.46 d g 1. 當(dāng)管道當(dāng)管道 出口阻力小時(shí)，流型為環(huán)出口阻力小時(shí)，流型為環(huán) 狀流；狀流； 2.2.當(dāng)出口阻力大時(shí)，如滿足當(dāng)出口阻力大時(shí)，如滿足 流動為泡狀流，否則為彈狀流。流動

23、為泡狀流，否則為彈狀流。 31嚴(yán)選課件 (2)(2)低液相流速下，空泡份額低液相流速下，空泡份額 （Taitel等（等（19801980年）年）) ) 1. 1. 泡狀流泡狀流- -彈狀流的過渡彈狀流的過渡 (1)(1)氣泡的聚結(jié)機(jī)理氣泡的聚結(jié)機(jī)理. .氣泡在碰撞聚結(jié)過程引起氣泡的長氣泡在碰撞聚結(jié)過程引起氣泡的長 大，并最終使泡狀流過渡到彈狀流。確定過渡的關(guān)鍵使氣泡大，并最終使泡狀流過渡到彈狀流。確定過渡的關(guān)鍵使氣泡 碰撞聚結(jié)的頻率。碰撞聚結(jié)的頻率。 2.10 2.10 流型之間的過渡流型之間的過渡 5 3/1 1/74. 0 b d c f 25. 0 (3) (3)高液相流速下，液相紊流應(yīng)

24、力起著離散氣相，阻礙氣高液相流速下，液相紊流應(yīng)力起著離散氣相，阻礙氣 泡聚合的作用，當(dāng)紊流應(yīng)力作用大于氣泡受到的浮力時(shí)，將泡聚合的作用，當(dāng)紊流應(yīng)力作用大于氣泡受到的浮力時(shí)，將 引起泡狀流向彈狀流的轉(zhuǎn)變引起泡狀流向彈狀流的轉(zhuǎn)變. . 32嚴(yán)選課件 2. 2. 水平管中分層流動的出現(xiàn)范圍水平管中分層流動的出現(xiàn)范圍 (1)氣相速度高，使分層面出現(xiàn)波浪，形成彈狀流。消除氣相速度高，使分層面出現(xiàn)波浪，形成彈狀流。消除 分層流動的蒸汽界限速度如下式表示：分層流動的蒸汽界限速度如下式表示： 75.0 5 .0 4 5 .0 1 38.0 x xd Wj (2) (2)波的失穩(wěn)機(jī)理波的失穩(wěn)機(jī)理. . 波狀波狀

25、分層流向間歇流之間的過渡是分層流向間歇流之間的過渡是 由于氣相通過波形交界面的波峰處受到加速，產(chǎn)生局部壓力由于氣相通過波形交界面的波峰處受到加速，產(chǎn)生局部壓力 降落，使峰部同時(shí)受到抽吸作降落，使峰部同時(shí)受到抽吸作用用，若抽吸力大于峰部重力效，若抽吸力大于峰部重力效 應(yīng)時(shí)，波峰便會擴(kuò)大，產(chǎn)生流型的過渡。應(yīng)時(shí)，波峰便會擴(kuò)大，產(chǎn)生流型的過渡。WallisWallis根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù) 據(jù)給出了彈狀流起始條件為：據(jù)給出了彈狀流起始條件為： 2/3* 2 1 g j 33嚴(yán)選課件 3. 3. 彈狀流彈狀流- -乳沫狀流過渡乳沫狀流過渡 (1)(1)淹沒機(jī)理淹沒機(jī)理 上升的氣流使平穩(wěn)的氣液界面遭到上升的氣流使平穩(wěn)的氣液界面遭到 破壞，下降的液膜產(chǎn)生流向反轉(zhuǎn)從而破壞，下降的液膜產(chǎn)生流向反轉(zhuǎn)從而 破壞了穩(wěn)定的彈狀流。這個(gè)機(jī)理最早破壞了穩(wěn)定的彈狀流。這個(gè)機(jī)理最早 是由是由NicklinNicklin和和DavidsonDavidson提出的，可以提出的，可以 采用淹沒關(guān)系式表達(dá)這一過渡。采用淹沒關(guān)系式表達(dá)這一過渡。 (2)(2)液柱失穩(wěn)機(jī)理液柱失穩(wěn)機(jī)理(Taitel) (3)