03-气液两相流压降

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1、气液两相流与沸腾换热气液两相流压降庞力平教授能源动力与机械工程学院华北电力大学庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院第三章气液两相流与沸腾换热气液两相流的压降根据动量方程式知,流体在管道流动时,其压降由三部分组成压降=流动阻力+重位压降+加速压降单相流体压降的计算ΔP=Δ+Δ+ΔPldPPzwjs计算管段的总 压降,入口和出 口压力差庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算一、单相流体的流动阻力ΔP=ΔPld+ΔPzw+ΔPjsΔP=Δ+ΔldPPmcjb1、单相流体的摩擦阻力在均相流动模型中，动量守恒方程式dρω2−lldP=λ+ρgd

2、Sinθ+ρωdω D2假设(1)稳定流动,(2)管径不变,即ρω=const庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算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---流体沿管长的积分平均比容m3/kglρ1=ρld∫---流体沿管长的积分平均密度kg/m3l庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换

3、热单相流体压降的计算−λ2∫∫∫(ρω)υθρ(ρω)υplll∫=++22222dPdlgSindldD2plll111()()()ρω2lΔ=λ+gSin+−υPlυρθρω2υ21D2ΔPmc=λlD()ρω22υ计算管段出口处比容计算管段入口处比容从中看出,,,管径管长质量流速是由结构和流量决定的。欲求摩擦阻力,主要求摩擦阻计算管段长度计算管子内径计算管段内两相流质量流速力系数和平均比容。庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算（1）平均比容的确定（分三种情况）a.压力小于临界压力时按照出、入口的焓平均值查得根据简化条件4,即沿管长

4、热负荷是均匀的,比容和密度随焓的变化呈线性关系υ=υ+2υ12Δi<200/或≠1700~2700/kjkgikjkgb.压力在超临界压力时且c.压力超临界压力时且i=1700~2700kj/kgυ=υ2+υ12比容和密度随焓的变化呈非线性关系υ=υ+2iυi2112庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算（2）摩擦系数确定由于气液温度很高,其粘度比常温小10倍以上，此时雷诺数 很大.因此,认为流动工况已进入阻力平方区，此时的摩擦 阻力系数与雷诺数无关，只与相对粗糙度有关。λ=4⎡lg⎢⎣⎛⎜⎝13.7Dk⎤⎞⎟⎥⎠⎦2公式适用范围Re<1

5、.125⎛D⎞⎜120⎟⎝⎠k超出范围,可查图确定λλ=在锅炉水动力计算中,常用折算来求摩擦阻力0D庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算ΔP=λmclD()ρω22υ1λ=⎡⎛4lg⎜3.7⎢⎝⎣1Dk⎞⎟⎠⎤⎥⎦2υ=+υ2υ2υ=υ+2iυi2112庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算2、单相流体的局部阻力ΔP=Δ+ΔldPPmcjb所谓局部阻力是指流体在流动时,由于流通截面的改变流动方向的改变而引起的能量损失。（1）常见的局部阻力（2）常用的阻力系数庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院

6、 气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算（1）常见的局部阻力流体入口阻力流体出口阻力流体转弯阻力ΔP=ξjbjb()ρω2()2υ产生局部阻力处的流体比容局部阻力系数庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算（2）常用的局部阻力系数a.对应于管内流速的进口阻力系数ξ=0−.10.8jb.对应于管内流速的出口阻力系数ξc=0−.81.3ξ=0−.10.3c.转弯阻力系数wdd.三通阻力系数ξ=0−.15.2ste.阀门阻力系数ξ=1−.07.0fm庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算()()ρω2ρω2

7、ΔlP=λυ+ξldDjb22计算段管长管子内径质量流速υ摩擦阻力影响因素:绝对粗糙度压力热负荷流通截面变化流动方向庞力平华北电力大学能源动力与机械工程学院气液两相流与沸腾换热单相流体压降的计算二、单相流体的重位压降lΔhΔzw=ρlθ=ΔρPgSinhg垂直标高差hchΔh=−j当两相流向上流动时，△h为正值，则重位压降为正值；当两相流向下流动时，△h为负值，则重位压降为负值。对于有多次升降流动的管件（如蛇行管），有：()()ΔρρP=∑Δ−∑Δzwhghgsj庞力平华北电力大学能源动力与