经典：两相流的流型和流型图

现在0；.3
高压情况下，较大仍为泡状流， PLeabharlann 泡状流 42.弹状流
(1)特征
1)大气泡与大液块交替出现，头部呈球 形，尾部扁平，形如炮弹；
2)气弹间液块向上流动，夹有小气泡； 3)气弹与管壁间液层缓慢向下流动。 (2)出现范围 1)低压、低流速, ，0低.3压时气泡长 度可达1m以上； 2) P ,不能 形成大气泡，当P>10MPa 时，弹状流消失；
简主 适 发 易导 用 展 性性 性 性 原原 原 原 则则 则 则
19
竖直不加热管中的流型图片
20
水平不加热管中的流型图片
21
2.9 管内淹没和流向反转过程的流型
一.气液两相逆向流动的两种极限现象
淹没（液泛）、流向反转（回流）
二.淹没和流向反转现象
1.气体流量由零开始增加
注水器
液体
底桶
气体
22
第二章 两相流的流型和流型图
本章主要内容
1.流型的定义、影响流型的因素; 2.竖直上升绝热管、竖直下降绝热管、水平绝热管 中存在的流型、特征及出现范围; 3.管内淹没和流向反转的产生及判别; 4.流型的过渡及判别； 5.采用流型图判别流型的方法。
1
2.1 研究流型的意义
一.何谓两相流的流型?单相流与两相流的区 别？
1.单相流流态分三种：层流，过渡流，湍流 2.气液两相流体在流动过程中，两相之间存在 分界面，这就是两相流区别于单相流的重要特 征。 3.两相流中相间界面的形状和分布状况，就构 成了不同的两相流流型。
2
二.研究流型的意义
1.流型影响流体的换热特性； 2.流型影响压降特性； 3.流动不稳定性与流型有关； 4.建立流动模型与流型密切相关。
三.影响流型的因素
1.x,P,G; 2.是否受热（非绝热）； 3.流动方向； 4.流道结构。
3
2.2 垂直上升管中的流型
一. 垂直上升不加热直圆管
1.泡状流
(1)特征： 1)液相连续，气相不连续； 2)气泡多数呈球形； 3)管子中心气泡密度大，有趋中效应。
(2)出现范围： 主要出现在低x区，在中低压情况下，出
0.54MPa, 流动工质是空气和水。 2. 该图和应用P=3.45-
6.9MPa, 汽水混合物在Di=121.7mm
管 子中得到的实验数据符合良
j
2 f9
3.坐标参数
横坐标：分液相动压头
j2 f (1x)2G2
纵坐标：分气相动压头
jg2 G2x2
10
2.3垂直下降管中的气液两相流流 型及其流型图
13
二.流型图
1.实验条件
空气和多种液体混合 物,di=25.4mm,P=0.17MPa
2.坐标参数
横坐标
Fr
jg jf
2 j2
gd gd
yw w w30.25
纵坐标 V 1 V
14
2.4 水平管中的流动型式
一.水平不加热管中的流动型式
1.泡状流
气泡趋于管道上部，下部较 少。其分布与流速关系很大。 液相流速增大，分布趋于均匀。
12
3.环状流
(1)下降液膜流
当 M,M小时，有一层液膜沿管壁下流，核心部分为 气相，液膜中无气泡。
(2)带气泡的下降液膜流
当 M时，由于惯性的作用，气相将进入液膜。
(3)块状流
当M,M较高时，贴壁为液膜，由于气相的卷吸作 用，核心为雾状气柱。
(4)雾式环状流
当 M较 高时，贴壁为液膜，由于气相的卷吸作用，核 心为雾状气柱。
一. 流型的分类
1.泡状流
2.弹状流 3.下降液膜流 4.带气泡的 下降液膜流
5.块状流 6.雾式环状流
11
1.泡状流
特征: 1)气泡集中在管子中心部分 2)气泡尺寸更小，更接近于球形。
2.弹状流
若 Mco，n则,xs气 t泡将聚集成气弹。 特征：
1)气弹较长，尾部呈球形； 2)下降流时贴壁面液膜向下流动，故比上升流 时稳定。
A
淹没过程实验现象
2.塞状流
气泡聚结长大而形成气塞， 与垂直上升流中弹状流相似。 大气塞后有小气泡，由泡状流 过渡而来。
15
3. 分层流
(1)出现在 W都,W比较小的情况； (2)两相完全分离，气相在管道上方流动； (3)气液之间有明显的分界面。
4. 波状流
气相流速足够高时，由于气相的作用，在界面上产生一个 扰动波，扰动波向前推进向波浪一样，形成波状流。
3)出现在泡-环过渡区。
弹状流
5
3.乳沫状流(搅混流）
(1)特征 1)破碎的气泡形状不规则，有
许多小气泡夹杂在液相中； 2)贴壁液膜发生上下交替运动，
从而使得流动具有震荡性。 (2)出现范围
它是一种过渡流，一般出现在 大口径管中，小口径的管中观察不 到。
乳沫状流 6
4.环状流
(1)特征
1)贴壁液膜呈环形向上流动； 2)管子中部为夹带水滴的气柱； 3)液膜和气流核心之间存在波动界面。
5. 弹状流
在波状流基础上，随着气相流速的增加，会使这些扰动波 碰到流道的顶部表面，形成气弹。
6. 环状流
受重力作用，周向液膜厚度不均匀。 出现在气相流速较高、流量比较大，而液相流速较低时。 当壁面粗糙时，液膜可能不连续。
16
水平不加热管中的流型图片
17
二.水平加热管中的流动型式
1.单相流 2.泡状流 3.塞状流 4.弹状流 5.波状流 6.环状流
2.注意两个问题
(1)流型的演变需要一定时间和距离； 高q下：环状流区域较大，流型演变 时间较短； 高P下：P>10Mpa，弹状流消失，流 型 直接从泡状流向环状流转变。 (2)绝热管中不会出现雾状流。
8
三.流型图
j g 2
目前广泛采用的流型图均
为二元的，其坐标为流动参 数或组合参数。
选用右图流型图注意 1. 实验条件 Di=31.2mm; P=0.14-
流型演变与P、q、Wo密切相关 P：当P很高时，塞状流和弹状流消失； q：q较大，环状流所占范围扩大； Wo：Wo高，惯性作用增强，可消除波状状流，流型不对称
性减小，接近竖直管中的流型。 注意：从工程角度，避免水平布置；当水平布置时，需要提高 入口水的流速，使Wo>>1m/s，可避免波状流。
18
流型图遵循四原则
(2)出现范围
1)在P<Pcr，0<x<1下都可能出现； 2)发生在气相流速较高时。
5.细束环状流
当液相流速较大时，气柱中液滴量 增多，使小液滴连成串，向上流动。与 环状流不易区分。
环状流
7
二.垂直上升加热直圆管中的流动型式
1.流型的演变
在受热管中，流型沿途发生变化， 受热管中可能同时存在几种流型。