哈工程气液两相流第5章

第五章直管的两相流压降计算本章主要内容：1.两相流摩擦压降的计算模型；2.影响两相流摩擦压降的主要因素；3.重位压降和加速压降的计算；4.环状流动的压降计算。GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware流型的影响；2.入口效应的影响；3.测量系统的影响。二.通用的两相流压降计算1.首先将两相流压降表示为三部分压降之和；2.然后根据流型结构选择相应的模型;3.以单相流摩擦压降计算为基础，利用均相模型、分相模型进行两相流摩擦压降的计算。GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware摩擦压力梯度对于圆管，控制体周界长度(m)：通流面积(m2)：流体与壁面的摩擦剪应力(N/m2)：APdzdphf042DA22jfmomfGDdzdP22f4GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware由流体力学知识，与两相流总质量流量相同的液体质量流过通道时的压力梯度为将左端定义为两相流摩阻的全液相折算系数，用表示。2lo2222flololodpGWdzDD11fflolodpdzxdpdz112xlolo全液相摩擦压降梯度GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwarex,0单相水的摩阻系数一般按布拉修斯（Blasius）公式计算对于两相流体，两相摩阻系数：两相平均粘度μ满足以下边界条件x,10.250.250.3164Re0.3164GDGeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware麦克达姆（Mecadam）计算式，应用最广25.021111xxlo11xx西克奇蒂（Chcchitti）计算式德克勒（Dukler）计算式1xx''''''11mmxx代入（5-8）式班可夫（Bankoff）计算式1GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware求(1)(2)2.求3.求lofdzdP25.03164.0GDlo22GDdzdPlolofloflofdzdPdzdP2dzdPf2lodzdPf讨论1.绝热、长度L的圆管内，两相流动摩擦压降2.非绝热均匀加热正弦加热fPlofloloflofPLdzdPP22221xxxLoxdzLx1GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware同样，也可以以气相摩擦压降计算为基础，计算两相摩擦压力梯度。全气相折算系数可定义为goffgodzdpdzdp22212fgogogogodpGxdzD0.250.250.3164Re0.3164gogGD0.25211goxx全气相摩擦压降梯度GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware例题：设油气混合物在一内径为40mm的水平直管内流动，试按均相流模型计算两相摩擦压降梯度。已知油气混合物的参数为：./1018;/1034.4;/2.1;/850;275.0;./40002622332mNsmNsmkgmkgxsmkgGmpaGDGDdzdplololo/47.54262222041.0Re3164.025.0flo解：（1）全液相摩擦压降梯度全液相摩阻系数：（2）全液相折算系数517.38111125.02xxlo（3）油气两相摩擦压降梯度mkpadzdpdzdplolo/20947.5426*517.382GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware例：已知一均匀受热的试验段长为3.66m，管子内径为10.16mm，进口水温为204oC,压力为6.89MPa,试验段直立布置，管子进口水流量为0.108kg/s，加热功率为100KW，试用均相模型计算试验段内的摩擦阻力压降。已知：压力为6.89MPa下的饱和水焓为1.26MJ/kg,入口水焓值为0.872MJ/kg.入口水比容为1.165×10-3m3/kg,饱和水的比容为1.35×10-3m3/kg，蒸汽比容为2.78×10-2m3/kg.入口水的动力粘度为1.35×10-4N.s/m2,饱和水的动力粘度为0.972×10-4N.s/m2,蒸汽动力粘度为0.19×10-4N.s/m2。解：由于入口水的焓值低于饱和水的焓值，因此入口为欠饱和水。则试验段内的摩擦阻力压降应由单相水的摩擦阻力压降和气液两相摩擦阻力压降两部分组成。1.单相水的摩擦阻力压降（1）根据热平衡方程，定出预热段长度，即单相水段的长度flMJ/kgMQiiMiiMQio0.925mLiiiliiiLlisfisf54.1由于沿管长均匀加热，因此GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware（2）单相水摩擦阻力系数0185.07.3lg412kD0176.03164.03164.025.025.0ssfsAMDGD018.02fsfif（3）单相水摩擦阻力压降kPapkgmGlDpfsifff06.3/10257.122332入口处单相摩阻系数饱和处单相摩阻系数GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware汽水混合物管段的摩擦阻力压降（1）全液相摩擦压降梯度fsloslolompaGDdzdp/38.41035.12133501016.00176.0232288.3176.021111225.02loessloxxxx（2）全液相折算系数（3）气液两相摩擦阻力压降mpalLdzdppflolof/1738.488.322GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwareGeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware三.前苏联锅炉水动力计算标准方法2.12GDdzdPlolofLxGDPLdzdPPlolololoflof112222K-绝对粗糙度；碳钢、珠光体钢K=0.08mm;不锈钢K=0.01mm。)/3.0(7.3lg412smWkDolo(5-18)GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftwareGPxfxlo,,11.22修正系数，221xxx121122xxxx(1)绝热流动x=const,ψ查图5-1(b)(2)均匀加热1)入口饱和水，出口xe1;2)入口x1，出口x2。2exx查图5-1(a)GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware)的查图确定法①查图的已知条件:x,P,G.②计算：③判别:当P17.64MPa时，按左行路线在纵坐标上查当P17.64MPa时，按右行路线在图右边中间下边横坐标上查值.)./(.1098.022smMPakgGPWPMPaP64.1710098.01802GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware(a)加热管exGeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware(b)不加热管xGeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware112227.3lg41kDlo112xloψ—摩擦压降修正系数，GPxf,,GeneratedbyFoxitPDFCreator©FoxitSoftware摩阻系数修正系数Ψ按以下进行