氣液兩相流整理

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1、.第一章概論相的概念：相是體系中具有相同化學(xué)組成和物理性質(zhì)的一部分，與體系的其它均勻部分有界面隔開兩相流動的處理方法：雙流體瞬態(tài)模擬方法和精確描述物理現(xiàn)象的穩(wěn)態(tài)機理模型是多相管流研究的主要方法目前研究存在的問題：1、多相流問題未得到解析解；2、油氣水三相流的研究不夠深入；3、水平井段變質(zhì)量流動研究較少；4、缺乏向下流動的綜合機理模型；5、缺乏專用研究儀器氣液兩相流的分類：1、細(xì)分散體系：細(xì)小的液滴或氣泡均勻分散在連續(xù)相中2、粗分散體系：較大的氣泡或液滴分散在連續(xù)相中3、混合流動型：兩相均非連續(xù)相4、分層流動：兩相均為連續(xù)相氣液兩相流的基本特征：1、體

2、系中存在相界面：兩相之間也存在力的作用，出現(xiàn)質(zhì)量和能量的交換時伴隨著機械能的損失2、兩相的分布情況多種多樣：兩相流動中兩相介質(zhì)的分布稱為流型3、兩相流動中存在滑脫現(xiàn)象：相間速度的差異稱為滑脫，滑脫將產(chǎn)生附加的能量損失4、沿程流體體積流量有很大變化，質(zhì)量流量不變氣液兩相流研究方法：1、經(jīng)驗方法：從氣液兩相流動的物理概念出發(fā)，或者使用因次分析法，或者根據(jù)流動的基本微分方程式，得到反映某一特定的兩相流動過程的一些無因次參數(shù)，然后依據(jù)實驗數(shù)據(jù)整理出描述這一流動過程的經(jīng)驗關(guān)系式。優(yōu)點：使用方便，在一定條件下能取得好的結(jié)果缺點：使用有局限性，且很難從其中得出更深

3、層次的關(guān)系2、半經(jīng)驗方法：根據(jù)所研究的氣液兩相流動過程的特點，采用適當(dāng)?shù)募僭O(shè)和簡化，再從兩相流動的基本方程式出發(fā)，求得描述這一流動過程的函數(shù)關(guān)系式，最后用實驗方法確定出函數(shù)關(guān)系式中的經(jīng)驗系數(shù)。優(yōu)點：有一定的理論基礎(chǔ)，應(yīng)用廣泛缺點：存在簡化和假設(shè)，具有不準(zhǔn)確性3、理論分析方法：針對各種流動過程的特點，應(yīng)用流體力學(xué)方法對其流動特性進(jìn)行分析，進(jìn)而建立起描述這一流動過程的解析關(guān)系式。優(yōu)點：以理論分析為基礎(chǔ)，可以得到解析關(guān)系式缺點：建立關(guān)系式困難，求解復(fù)雜研究氣液兩相流應(yīng)考慮的幾個問題：1、不能簡單地用層流或紊流來描述氣液兩相流2、水平或傾斜流動是軸不對稱的3

4、、由于相界面的存在增加了研究的復(fù)雜性4、總能量方程中應(yīng)考慮與表面形成的能量問題5、多相流動中各相的溫度、組分的濃度都不是均勻的，相之間有傳熱和傳質(zhì)6、各相流速不同，出現(xiàn)滑脫問題，是多相流研究的核心與重點流動型態(tài)：相流動中兩相介質(zhì)的分布狀況稱為流型或兩相流動結(jié)構(gòu)流型圖：描述流型變化及其界限的圖。把流型變換的實驗數(shù)據(jù)加以總結(jié)歸納后，按照兩個或多個主要的流動參數(shù)繪成曲線，便可以得到流型圖。影響流型的因素：1、各相介質(zhì)的體積比例2、介質(zhì)的流速3、各相的物理及化學(xué)性質(zhì)(密度、粘度界面張力等)4、流道的幾何形狀5、壁面特性6、管道的安裝方式流型分類：1、根據(jù)兩相

5、介質(zhì)分布的外形劃分；垂直氣液兩相流：泡狀流、彈狀流、段塞流、環(huán)狀流、霧狀流。水平氣液兩相流：泡狀流、團狀流、層狀流、波狀流、沖擊流、環(huán)狀流、霧狀流。2、按流動的數(shù)學(xué)模型或流體的分散程度劃分為：分散流、間歇流、分離流。兩種分類方法的比較：第一類劃分方法較為直觀；第二類劃分方法便于進(jìn)行數(shù)學(xué)處理氣液兩相流的特性參數(shù)：質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)流過過流斷面的流體質(zhì)量，kg/s，氣相質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)流過過流斷面的氣體質(zhì)量，kg/s，..液相質(zhì)量流量:單位時間內(nèi)流過過流斷面的液體質(zhì)量，kg/s，體積流量:單位時間內(nèi)流過過流斷面的流體體積，m3/s，氣相體積流量:單

6、位時間內(nèi)流過過流斷面的氣體體積，m3/s液相體積流量:單位時間內(nèi)流過過流斷面的液體體積，m3/s相速度:單位相面積所通過的該相容積流量,m/s折算速度:假定管道全被一相占據(jù)時的流動速度，m/s兩相混合物速度：混合物的質(zhì)量速度：滑差(滑脫速度)：氣液兩相相速度之差滑動(滑移)比：氣相相速度與液相相速度之比質(zhì)量含氣率：單位時間內(nèi)流過過流斷面的混合物總質(zhì)量G中氣相質(zhì)量所占的份額質(zhì)量含液率：單位時間內(nèi)流過過流斷面的混合物總質(zhì)量中液相質(zhì)量所占的份額體積含氣率：單位時間流過過流斷面兩相流體(混合物)總體積Q中氣相所占的份額體積含液率：單位時間流過過流斷面兩相流體

7、(混合物)總體積Q中液相所占的份額真實含氣率:即截面含氣率或空隙率，為任一流動截面內(nèi)氣相面積占總面積的份額(氣相面積與管道總面積之比)真實含液率:又稱截面含液率或持液率，為任一流動截面內(nèi)液相面積占總面積的份額(液相面積與管道總面積之比)φ與β的比較：快關(guān)閥法測量真實含氣率：易于實現(xiàn)，只能得到平均值，且不能在線測量。流動密度:單位時間內(nèi)流過過流斷面的混合物質(zhì)量與體積之比真實密度：在流道上取微段，微段內(nèi)兩相流體的質(zhì)量與容積之比第二章氣液兩相流的模型常用的模型有流動型態(tài)模型、均相流動模型、分相流動模型和漂移流動模型等。流動型態(tài)模型：按不同流動型態(tài)分別建立的

8、流動機理模型。特點：1、針對性強，精確度高；2、數(shù)學(xué)處理復(fù)雜，計算量大；3、流型界限確定困難均相流動模型：把