流型、流型圖和判定方法

1、流型、流型圖和判定方法流型、流型圖和判定方法基本參數(shù) 質(zhì)量流量質(zhì)量流量 質(zhì)量流速質(zhì)量流速 容積流量和折算速度容積流量和折算速度 相對速度和滑速比相對速度和滑速比 漂移速度漂移速度 質(zhì)量含氣率質(zhì)量含氣率 容積氣流率容積氣流率 真實密度和流量密度真實密度和流量密度流型垂直上升加熱管垂直上升加熱管 一般說來，蒸發(fā)管內(nèi)出現(xiàn)的各種流型與一般說來，蒸發(fā)管內(nèi)出現(xiàn)的各種流型與具有同一當(dāng)?shù)亓鲃訔l件下的絕熱流道內(nèi)的流型具有同一當(dāng)?shù)亓鲃訔l件下的絕熱流道內(nèi)的流型基本相同。若蒸發(fā)管受不太高均勻熱流密度加基本相同。若蒸發(fā)管受不太高均勻熱流密度加熱，只要流道足夠長，入口為近飽和水，出口熱，只要流道足夠長，入口為近飽和水，出

2、口為單相蒸氣，隨著沿途含氣率增大，會依次發(fā)為單相蒸氣，隨著沿途含氣率增大，會依次發(fā)生如圖所示的各種流型。即單相液體，泡狀流，生如圖所示的各種流型。即單相液體，泡狀流，彈狀流，環(huán)狀流，彌散流，單相氣體流動等。彈狀流，環(huán)狀流，彌散流，單相氣體流動等。 在不同的加熱和流動條件下，有些流型在不同的加熱和流動條件下，有些流型可能不出現(xiàn)。例如，當(dāng)壁面加熱熱流密度很高可能不出現(xiàn)。例如，當(dāng)壁面加熱熱流密度很高時，氣泡產(chǎn)生率大，會跨越泡狀流直接進(jìn)入彈時，氣泡產(chǎn)生率大，會跨越泡狀流直接進(jìn)入彈狀流。流體動力不平衡會造成流型變化，例如，狀流。流體動力不平衡會造成流型變化，例如，氣泡聚合成塊過程、小液滴形成及破碎過程均

3、氣泡聚合成塊過程、小液滴形成及破碎過程均密經(jīng)歷相當(dāng)距離和時間，這會導(dǎo)致某些流型范密經(jīng)歷相當(dāng)距離和時間，這會導(dǎo)致某些流型范圍延伸或壓縮，或甚至消失。若沿程含氣率變圍延伸或壓縮，或甚至消失。若沿程含氣率變化較大，這些過程就無充分時間展開，而會越化較大，這些過程就無充分時間展開，而會越過某些流型。過某些流型。同向向下流動同向向下流動 在氣液兩相作在氣液兩相作下降流動時的細(xì)泡下降流動時的細(xì)泡狀流型和上升流動狀流型和上升流動時的細(xì)泡狀流型不時的細(xì)泡狀流型不同。前者的細(xì)泡集同。前者的細(xì)泡集中在管子核心部分，中在管子核心部分，而后者則散布在整而后者則散布在整個管子截面上個管子截面上。 如液相流量不如液相流量

4、不變而使氣相流量變而使氣相流量增大，則細(xì)泡將增大，則細(xì)泡將聚集成氣彈下降聚集成氣彈下降流動時的氣彈狀流動時的氣彈狀流型比上升流動流型比上升流動時穩(wěn)定。時穩(wěn)定。 下降流動時的環(huán)狀流動有幾種流型，在氣相及液相流量小時，有一層液膜向下降流動時的環(huán)狀流動有幾種流型，在氣相及液相流量小時，有一層液膜向下流動，核心部分為氣相，稱為下降液膜流型；當(dāng)液相流量加大，氣相進(jìn)入液膜，下流動，核心部分為氣相，稱為下降液膜流型；當(dāng)液相流量加大，氣相進(jìn)入液膜，形成帶氣泡的下降液膜流動；當(dāng)氣液兩相流量都增大時會出現(xiàn)塊狀流型。在氣相形成帶氣泡的下降液膜流動；當(dāng)氣液兩相流量都增大時會出現(xiàn)塊狀流型。在氣相流量較高時能發(fā)展為核心部

5、分為霧狀流動，壁面有液膜的霧式環(huán)狀流型流量較高時能發(fā)展為核心部分為霧狀流動，壁面有液膜的霧式環(huán)狀流型。 流型圖是綜合表示各種流型間過渡關(guān)系的一種簡便方法。流型圖是綜合表示各種流型間過渡關(guān)系的一種簡便方法。按流體力學(xué)觀點，不同流型間的過渡表明力平衡關(guān)系變化。按流體力學(xué)觀點，不同流型間的過渡表明力平衡關(guān)系變化。在不同工況下，這些力對流型的影響程度又有很大差異。因在不同工況下，這些力對流型的影響程度又有很大差異。因此現(xiàn)有的流型圖坐標(biāo)參數(shù)表達(dá)隨學(xué)者主觀認(rèn)識而異。較為通此現(xiàn)有的流型圖坐標(biāo)參數(shù)表達(dá)隨學(xué)者主觀認(rèn)識而異。較為通用的表達(dá)方式是以液體流量用的表達(dá)方式是以液體流量( (質(zhì)量流量或體積流量質(zhì)量流量或體

6、積流量) )和氣體流和氣體流量為坐標(biāo)的流型圖。另一方面，目前大多數(shù)流型圖僅基于少量為坐標(biāo)的流型圖。另一方面，目前大多數(shù)流型圖僅基于少數(shù)不同種類流體在一定參數(shù)范圍內(nèi)的試驗結(jié)果，極大部分的數(shù)不同種類流體在一定參數(shù)范圍內(nèi)的試驗結(jié)果，極大部分的試驗數(shù)據(jù)來自空氣試驗數(shù)據(jù)來自空氣水的實驗。因此，流型圖的適用性是有水的實驗。因此，流型圖的適用性是有條件的，但仍不失為識別流型變化趨勢的一種重要參考。也條件的，但仍不失為識別流型變化趨勢的一種重要參考。也有一些學(xué)者則對某些特定流型研究了一些流型過渡的準(zhǔn)則來有一些學(xué)者則對某些特定流型研究了一些流型過渡的準(zhǔn)則來代替流型圖。代替流型圖。流型圖流型圖Hewitt and

7、 Roberts flow pattern mapHewitt and Roberts flow pattern mapBubble flowSlug flowSlug-Churn flowChurn flow-Annular flowChurn flow-Annular flowAnnular flow- wispy-annular flowCriteria for flow regime transitions in vertical upflow Flow pattern map for horizontal flowFlow pattern map for horizontal flo

8、wFlow pattern map for horizontal flowCriteria for flow regime transitions for horizontal flow Criteria for flow regime transitions for horizontal flow 液泛和回流現(xiàn)象液泛和回流現(xiàn)象 一帶有注液設(shè)備的垂直管，液體自管壁上的孔中注入。試一帶有注液設(shè)備的垂直管，液體自管壁上的孔中注入。試驗開始時氣相流量為零。液體注入后在管壁上形成一層驗開始時氣相流量為零。液體注入后在管壁上形成一層液膜，液膜以恒定流量往下流動。如使氣相以低流量自下向液膜，液膜以恒定流量

9、往下流動。如使氣相以低流量自下向上流人，則在管中即發(fā)生氣液兩相逆相流動工況。在氣相流上流人，則在管中即發(fā)生氣液兩相逆相流動工況。在氣相流量增大到一定程度前，液膜厚度不變，氣相流量再增大，液量增大到一定程度前，液膜厚度不變，氣相流量再增大，液膜將停止下流且變得不穩(wěn)定。液膜上出氣相流量再增大，液膜將停止下流且變得不穩(wěn)定。液膜上出氣相流量再增大，液膜將停止下流且變得不穩(wěn)定。液膜上出現(xiàn)較大振幅的波，液膜將停止下流且變得不穩(wěn)定。液膜上出現(xiàn)較大振幅的波，液滴在波峰上被氣流帶走，并隨氣流流出液相注入?yún)^(qū)。被帶走滴在波峰上被氣流帶走，并隨氣流流出液相注入?yún)^(qū)。被帶走的液滴散布在氣核中，有些撞擊在管壁上又形成液膜。這一的液滴散布在氣核中，有些撞擊在管壁上又形成液膜。這一工況稱為工況稱為液泛現(xiàn)象液泛現(xiàn)象，其特征之一為液相注入?yún)^(qū)以上管段中，其特征之一為液相注入?yún)^(qū)以上管段中壓力降劇增。壓力降劇增。 此后，如使氣相流量減少，則當(dāng)氣相流量減少到一定值此后，如使氣相流量減少，則當(dāng)氣相流量減少到一定值時液膜將出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象