03-氣液兩相流壓降

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1、氣液兩相流與沸騰換熱氣液兩相流壓降龐力平教授能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院華北電力大學(xué)龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院第三章氣液兩相流與沸騰換熱氣液兩相流的壓降根據(jù)動(dòng)量方程式知,流體在管道流動(dòng)時(shí),其壓降由三部分組成壓降=流動(dòng)阻力+重位壓降+加速壓降單相流體壓降的計(jì)算ΔP=Δ+Δ+ΔPldPPzwjs計(jì)算管段的總 壓降,入口和出 口壓力差龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算一、單相流體的流動(dòng)阻力ΔP=ΔPld+ΔPzw+ΔPjsΔP=Δ+ΔldPPmcjb1、單相流體的摩擦阻力在均相流動(dòng)模型中，動(dòng)量守恒方程式dρω2?lldP=λ+ρgd

2、Sinθ+ρωdω D2假設(shè)(1)穩(wěn)定流動(dòng),(2)管徑不變,即ρω=const龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算dρω2?lldP=λ+ρgdSinθ+ρωdω D2()(ρω)υρω2=ρω22ρωdω(ρω)dυ11=2=222ρω=ωρυdω=(ρω)υd?λ2∫∫∫(ρω)υθρ(ρω)υplll∫=++22222dPdlgSindldD2plll1111∫令：dυ1=υl---流體沿管長的積分平均比容m3/kglρ1=ρld∫---流體沿管長的積分平均密度kg/m3l龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換

3、熱單相流體壓降的計(jì)算?λ2∫∫∫(ρω)υθρ(ρω)υplll∫=++22222dPdlgSindldD2plll111()()()ρω2lΔ=λ+gSin+?υPlυρθρω2υ21D2ΔPmc=λlD()ρω22υ計(jì)算管段出口處比容計(jì)算管段入口處比容從中看出,,,管徑管長質(zhì)量流速是由結(jié)構(gòu)和流量決定的。欲求摩擦阻力,主要求摩擦阻計(jì)算管段長度計(jì)算管子內(nèi)徑計(jì)算管段內(nèi)兩相流質(zhì)量流速力系數(shù)和平均比容。龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算（1）平均比容的確定（分三種情況）a.壓力小于臨界壓力時(shí)按照出、入口的焓平均值查得根據(jù)簡化條件4,即沿管長

4、熱負(fù)荷是均勻的,比容和密度隨焓的變化呈線性關(guān)系υ=υ+2υ12Δi<200/或≠1700~2700/kjkgikjkgb.壓力在超臨界壓力時(shí)且c.壓力超臨界壓力時(shí)且i=1700~2700kj/kgυ=υ2+υ12比容和密度隨焓的變化呈非線性關(guān)系υ=υ+2iυi2112龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算（2）摩擦系數(shù)確定由于氣液溫度很高,其粘度比常溫小10倍以上，此時(shí)雷諾數(shù) 很大.因此,認(rèn)為流動(dòng)工況已進(jìn)入阻力平方區(qū)，此時(shí)的摩擦 阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)，只與相對(duì)粗糙度有關(guān)。λ=4?lg?????13.7Dk??????2公式適用范圍Re<1

5、.125?D??120???k超出范圍,可查圖確定λλ=在鍋爐水動(dòng)力計(jì)算中,常用折算來求摩擦阻力0D龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算ΔP=λmclD()ρω22υ1λ=??4lg?3.7???1Dk??????2υ=+υ2υ2υ=υ+2iυi2112龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算2、單相流體的局部阻力ΔP=Δ+ΔldPPmcjb所謂局部阻力是指流體在流動(dòng)時(shí),由于流通截面的改變流動(dòng)方向的改變而引起的能量損失。（1）常見的局部阻力（2）常用的阻力系數(shù)龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院

6、 氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算（1）常見的局部阻力流體入口阻力流體出口阻力流體轉(zhuǎn)彎阻力ΔP=ξjbjb()ρω2()2υ產(chǎn)生局部阻力處的流體比容局部阻力系數(shù)龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算（2）常用的局部阻力系數(shù)a.對(duì)應(yīng)于管內(nèi)流速的進(jìn)口阻力系數(shù)ξ=0?.10.8jb.對(duì)應(yīng)于管內(nèi)流速的出口阻力系數(shù)ξc=0?.81.3ξ=0?.10.3c.轉(zhuǎn)彎阻力系數(shù)wdd.三通阻力系數(shù)ξ=0?.15.2ste.閥門阻力系數(shù)ξ=1?.07.0fm龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算()()ρω2ρω2

7、ΔlP=λυ+ξldDjb22計(jì)算段管長管子內(nèi)徑質(zhì)量流速υ摩擦阻力影響因素:絕對(duì)粗糙度壓力熱負(fù)荷流通截面變化流動(dòng)方向龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院氣液兩相流與沸騰換熱單相流體壓降的計(jì)算二、單相流體的重位壓降lΔhΔzw=ρlθ=ΔρPgSinhg垂直標(biāo)高差hchΔh=?j當(dāng)兩相流向上流動(dòng)時(shí)，△h為正值，則重位壓降為正值；當(dāng)兩相流向下流動(dòng)時(shí)，△h為負(fù)值，則重位壓降為負(fù)值。對(duì)于有多次升降流動(dòng)的管件（如蛇行管），有：()()ΔρρP=∑Δ?∑Δzwhghgsj龐力平華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與