管内两相流阻力程序计算与分析

两相流管道设计技术在电厂管道设计中的应用董韶宜摘要：火力发电厂设计中，疏水管道疏水相变是一个常见现象。

疏水相变流动导致流动阻力增大，影响设备的正常投入，影响机组的热效率。

在火力发电厂设计过程中，常常会遇到汽液两相流动的管道，两相流动管道与单相流动管道具有不同的流动特性，存在流动阻力大，管道容易震动的问题，这是火力发电厂管道设计中的一个难点。

有关火电厂两相流管道设计方面的文章很少。

随着我国电力工业的发展，电厂设计的精确度不断提高，两相流管道设计水平必须提高。

基于此，本文主要对两相流管道设计技术在电厂管道设计中的应用进行分析探讨。

关键词：两相流管道；设计技术；电厂管道；设计应用1、前言随着我国经济和社会的快速发展和不断变化，对电厂设计方面的要求越来越严格，需要不断对电厂管道设计的精确度进行提高，减少在工作过程中的不必要麻烦。

因此，本文主旨就是对两相流管道设计技术在电厂管道设计中的应用进行探讨，从介绍管内的流动工质相变产生的机理出发，对两相流管道设计技术进行研究。

2、两相流管道设计技术的概述2.1工作流程当前，两相流动管道的使用范围正在逐渐增加，已经发展较成熟的锅炉水冷壁、直流锅炉汽水分离器后疏水管道、加热器疏水管道和暖风器疏水管道等，通过对两相流动管道技术的研究发现，可以将其对管道所产生的阻力进行计算，对其工作流程进行分析。

在电厂管道设计过程中，需要对发电厂的热经济性进行充分考虑，这也就为两相流管道技术的应用增加了难度。

以加热器疏水管道为例进行工作流程分析，在工作过程中，首先是通过汽机本机抽出的蒸汽对加热器进行换热，在这个过程中容易形成饱和水和少量具有一定温度的凝结水可以进行回收，利用这些回收来的水及其热量，结合疏水逐级自流的方法，使其最终流动到凝汽器当中。

其中需要注意的是疏水管道的工作流程，一般为在高压力工作下为加热器补水，并使凝结水进过多个门阀最终流如到压力较低的给水加热器中。

2.2疏水管道相变的产生原理电厂所采用的疏水逐级自流的方法需要对管道的高低压进行一定的研究，在较高压力处的饱和水会因为管道内的阻力以及管道进出口处的压力差产生不同程度的重位压降，同时调节阀和闸阀可以起到节流的作用，两者相互结合可以产生降低水压力的作用，进而导致疏水过饱和和管道内部汽液呈现两相流的现象。

ccm管路流阻计算案例CCM（Continuous Composite Material）管路流阻计算是指在流体力学中，通过连续复合材料管路的流动过程中，计算流体流动所受到的阻力。

下面将列举一些与CCM管路流阻计算相关的案例。

1. 案例一：某水处理厂的供水管道中使用了CCM管路。

为了计算流体在管道中的流阻，工程师需要确定管道的几何参数，如内径、壁厚等，并结合流体的流速和粘度来计算流阻系数。

通过计算，工程师能够评估管道的流动性能，为优化供水系统提供参考。

2. 案例二：某化工厂的输送管道使用了CCM管路。

由于管道的复杂形状和材料特性，工程师需要通过流体流动实验来测量管道的流阻。

在实验中，工程师通过控制不同流速和压力，测量流体通过管道时的压力损失，从而计算出管道的流阻系数。

3. 案例三：某石油管道的一段采用了CCM管路。

为了评估管道的流动性能，工程师需要计算出管道的流阻。

根据管道的几何参数和流体的性质，工程师可以使用流体力学公式来计算出流阻系数，并通过计算得到管道内的平均流速和流量。

4. 案例四：某空调系统的供冷管道采用了CCM管路。

为了评估管道的流动性能，工程师需要计算管道的流阻。

通过测量流体的压力差和流速，工程师可以使用流体力学公式来计算出管道的流阻系数，并根据计算结果来优化管道的设计。

5. 案例五：某火力发电厂的输送管道使用了CCM管路。

为了确保管道的流动性能符合设计要求，工程师需要计算管道的流阻。

通过测量流体的压力差和流速，并结合流体的密度和粘度等参数，工程师可以使用流体力学公式来计算出管道的流阻系数。

6. 案例六：某化学反应器的进出口管道采用了CCM管路。

为了保证反应器正常运行，工程师需要计算管道的流阻。

通过测量流体的压力差和流速，并结合流体的密度和粘度等参数，工程师可以使用流体力学公式来计算出管道的流阻系数，并根据计算结果来优化管道的设计。

7. 案例七：某污水处理厂的排水管道采用了CCM管路。

第三章 文丘里管气液两相压力降的理论分析与研究两相流动与单相流动一样服从流体力学的所有基本规律，其基本的控制方程都是连续方程、动量方程、能量方程，并称为三大基本方程。

对差压式流量计来说，其原理是通过找出流体流动的压力损失和流量之间的固有规律，所以，必须研究两相流体管内流动压力降公式，而压力降公式又是建立在三大基本方程基础上的。

本节从基于分相模型的三大基本方程出发，推导了文丘里管湿气测量的理论计算式，为后面根据实验数据进行的湿气计算式拟和，提供了理论支持。

3.1 气液两相流的三大基本方程用分相流动模型来处理两相流动时，一般把两相流体分别按单相流体处理并计入相间的作用，然后将各相的方程加以合并。

这是因为两相流动是一种很复杂的现象，不少流动参数，如速度、含气率，不仅沿流向有变化，而且在管道同一截面上也有变化，所以这一现象实质上是包括两种相的三元流动问题。

但是按三元流动对两相流进行分析是非常困难的。

因此，在研究中普遍采用简化的一元流动，假定气液两相都平行于管道流动，即只考虑两相流动沿着流向的变化，这样处理大大方便了分析，而且又能抓住问题的主要特点。

1. 连续方程气液两相混合物的连续方程为[1]：[(1)]()0g l AGA tzραρα∂+-⋅∂+=∂∂ (3-1)式中：G 为两相流总质量流速，其表达见(3-2)式。

(1)g g l l MG Aρυαρυα==+- (3-2)对于定常流动，混合物密度不随时间变化，且单位时间内流过某一流动截面的质量流量为常数，则：(1)tp g g l l W A A ρυαρυα=⋅⋅⋅+⋅⋅-⋅=常数 (3-3)2. 动量方程气液两相混合物的动量方程为[1]：22201(1)sin (1)tp l g P p G g AG z A t A z τχχρθραρα⎧⎫⎡⎤∂∂∂-⎪⎪-=++++⎢⎥⎨⎬∂∂∂-⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭(3-4)式中： 0τ为流体与管壁的切应力；P 为周界长度；0P τ为管壁对气液两相流的摩擦阻力；tp ρ为两相流体的平均密度，其表达式见(3-5)式。

pe管道的阻力曼宁系数-概述说明以及解释1.引言概述部分内容：1.1 概述管道输送是现代工程中常见的一种方式，而阻力是影响管道输送效果的重要因素之一。

阻力的大小决定了流体在管道中的流动速度和压力损失。

为了准确地计算管道流体的阻力，需要引入一个重要的参数，即曼宁系数。

本文旨在介绍和探讨pe管道的阻力曼宁系数。

通过深入研究曼宁系数的定义、作用、影响因素和测定方法，我们可以更好地理解pe管道的流体阻力特性，并为实际工程应用提供科学依据。

在本文的正文部分，我们将首先介绍管道流体阻力的概念和背景，包括流体在管道中流动时遇到的摩擦阻力和局部阻力。

然后，我们将着重阐述曼宁系数的定义和作用，以及它在管道输送中的重要性。

接着，我们将探讨影响曼宁系数的因素，包括管道材质、内壁粗糙度、流体性质等。

最后，我们将介绍曼宁系数的测定方法及其应用。

总结起来，本文将系统地介绍pe管道的阻力曼宁系数，通过研究曼宁系数的相关内容，旨在为工程师和学者提供关于管道流动阻力的基础知识和实际应用指导。

同时，本文还将强调pe管道的阻力曼宁系数在工程设计和运行中的重要性，并提出一些进一步的研究建议。

1.2 文章结构文章结构部分的内容应该围绕着论文的整体框架和章节组织结构进行介绍。

可以按照以下内容进行撰写：文章结构部分是为了介绍整篇文章的章节组成和条理，让读者能够清晰地了解整篇文章的布局和内容安排。

首先，本文分为引言、正文和结论三大部分。

引言部分主要介绍文章的背景、意义和目的，正文部分详细阐述了pe管道的阻力曼宁系数的概念、定义、影响因素和测定方法，最后结论部分总结了本文的核心观点，并提出了可能的研究方向和建议。

在正文部分，具体划分为2.1、2.2、2.3和2.4四个小节，分别介绍了管道流体阻力的概念和背景、曼宁系数的定义和作用、影响曼宁系数的因素以及曼宁系数的测定方法。

每个小节都提供了详细的论述和相关的理论知识，以便读者能够深入理解pe管道阻力曼宁系数的相关内容。

谈电厂管道设计两相流设计分析1.加热器疏水管道工作流程阐述在火力发电厂的管道设计与施工中，两相流管道的应用范围很广，包括加热器疏水管道、暖风器疏水管道、锅炉水冷壁以及直流锅炉汽水分离器疏水管道等，两相流管道在不同设备中的应用，也使得管道问题的种类表现出了多样性。

就当前我国火力发电厂的实际运行状况进行分析，中大型的汽轮机组在运行工作中，都是首先利用加热器对自汽机本体抽取的蒸汽进行换热处理，然后再利用疏水逐级自流的方式对凝结水或饱和水进行收集，最后实现对工质及其所携带热量的充分吸收。

在加热器疏水管道的工作流程中，给水加热器在对水进行高压与低压加热后，高压加热所得到的蒸汽进入除氧器中，低压加热得到的蒸汽则进入凝汽器中，最后利用调压阀的协调工作，有效的实现机组的管道疏水。

但在火力发电厂机组的实际运行中，机组工作的开展常因两相流管道中汽液流体的高速混合流动等因素而导致机组管道发生振动，在汽液不规则运动状态的长期影响下，导致管道的振动日渐剧烈，最终因汽液状态水分的流失造成机组的热经济性降低，不仅严重影响了发电机组运行的稳定性，也增大了机组与管道系统的安全风险，因此为了切实性的提高火力发电厂机组的运行效率，还需要对两相流管道的安装进行更为科学合理的设计，降低管道中两相流现象对管道系统稳定性的不良影响。

2.疏水管道相变产生机理分析通过对火力发电厂疏水管道工作流程进行分析可以发现，在机组进行疏水逐级自流的工作过程中，由于高压力的凝结水与饱和水在管道流动中阻力较大，并且管道入口处极易因压力差而产生重位压降，加之调压闸阀与阀门的相互作用，更会降低管道中的疏水压力，从而使管道所运输的疏水出现过饱和现象，导致管道中汽液两相流问题的出现。

在对疏水管道的汽液流相变进行机理分析时，可以将火力发电厂中机组运行的工质设为稳定的动态参量，根据q=Δm+ρΔu-2·1/2+ρgΔz+ws（式中的q、u、ρ分别表示工质吸热量，工质流速与工质密度，m表示单位工质的质量焓值，ws與z分别代表单位工质对外轴功以及管道中心的标高差）这一稳定流动能量方程进行推算可以得知，在火力发电厂的绝热疏水管道热量流动中，当管道热量损失q=0，管道内部的工质以及汽液流动对管道轴向做功ws也为零时，并可以将q，ws两个零数值带入到稳定流动能量方程中，则可得：0=Δm+ρΔu-2·1/2+ρgΔz，因此，根据带入数值后的方程式进行分析可知，在积机组管道中凝结水压力降低作用的影响下，饱和水的焓值也会逐渐降低，而当疏水管道中凝结水与饱和水平均焓值低于其他疏水入口时，便会部分凝结水与饱和水发生相变，进而造成管道中汽液两相流动现象的发生。

两相流流量测量实验参考计算双参数测量原理：由孔板压差o p ∆，和两相流为均相流动的假定，有：o MoM p A Q ∆=ρα2（5－1）其中，G L M Q Q Q +=是气、液混合物的体积流量，L Q 和G Q 分别是液和气的体积流量； A G A L M αραρρ+-=)1(是混合物的密度，L ρ和G ρ分别是液和气的密度，A α是截面平均含气率。

对于压差测量管段，有：f M L p gH p p gH p ∆+++∆=+ρρ212 （5－2）其中，上式左面是测压管到电容压差计左边的压力和，右面是通过测压实验段到电容压差计左边的压力和，见图5－2（a ）示。

f p ∆是测压实验段内两相混合物的摩阻压力降，可以用单相流公式估算 22MM f U D H p ρλ=∆ （5－3） 其中，λ是摩阻系数，可以用单相流动公式估算；M U 是混合物平均流速；D 是实验管内径。

在测量获得o p ∆和1p ∆，可以由式（5－1）和（5－2）辅以式（5－3）联立求得L Q 和G Q 。

2pM2实验段电容压差计（a ） （b ） （c ）图5－2、测压实验段和竖直管道上的孔板将式（5－1）和（5－3）代入式（5－2）并简化，得到：gHp A AD H p o o L M ∆+∆-=)2)(21(2221αλρρ （5－4）其中，)21(2A D H λ和)2(22oA α可以通过单相流标定实验由（5－3）式和（5－1）式分别确定。

在求得Mρ后，再由式（5－1）求得M Q 和A α，最终决定L Q 和G Q ，具体计算结果见表5－1、5－2。

如果假定电磁流量计测量的是空气－水两相混合物的真实体积流量Md Q ，则可通过式（5－1）直接计算混合物的密度M ρ，但电磁流量计测量两相流误差巨大（计算略）。

要注意的几个问题：δ1、测压段的电容压力传感器的读数在压差是零点时是2000Pa（此数对不同实验条件有变化，按实际测压段压差为零时测量值算），因此所有压力读数应减去2000Pa。

I Articles论文毛细管内R410A两相流动阻力特性实验研究Experimental investigation on the R410A two phase pressure drop incapillary tubes任汐"肖成进'刘江形'柴婷‘‘孟庆良'宋强'RENTao12XIAO Chengjin1LIU Jiangbin1CHAI Ting'2MENG Qingliang1SONG Qiang'1.青岛海尔空调电子股份有限公司山东青岛266000；2.海尔(上海)家电研发中心有限公司上海201100I.Qingdao Haier Air Conditioning Electronics Co..Ltd.Qingdao266()00;2.Haier(Shanghai)Home Appliance R&D Center Shanghai201100摘要__________________________________________________________________________毛细管广泛应用于分体式空调、多联式空调(热泵)机组的室内和室外换热器的分流流量调节，准确预测毛细管内两相流制冷剂的压降特性是快速实现换热器分流毛细管匹配的关键。

提出了基于近似积分实现变密度条件下毛细管内两相流摩擦阻力因子的计算方法，并通过实验方法研究毛细管内径对R410A制冷剂在毛细管内的两相流摩擦阻力因子的变化规律。

结果表明：毛细管中的两相流摩擦阻力因子随制冷剂Re数的增大而减小，这与经典的Churchill模型预测的趋势一致，但其数值比Churchill模型增大1倍以上，且随着毛细管内径的减小，其管内两相流动摩擦阻力因齐也越小。

关键字________________________________________________________________________R410A；毛细管;两相流；压降；实验Abstract______________________________________________________________Capillaries are widely used in the shunt flow regulation of indoor and outdoor heatexchangers of split air conditioners and multi-split air conditioning(heat pump)units.Accurate prediction of the pressure drop characteristics of two-phase flow refrigerants incapillary tubes is the key to quickly realize shunt capillary matching of heat exchangers.Propose a method for calculating the friction resistance factor of two-phase flow incapillary tube under the condition of variable density based on approximate integral isproposed,and the effect of capillary diameter on the friction resistance factor of R410arefrigerant in capillary tube is studied experimentally.The results show that the frictionresistance factor of the two-phase flow in the capillary tube decreases with the increaseof the refrigerant Re number,which is consistent with the trend predicted by the classicalChurchill model,but让s value is more than twice that of the Churchill model,and thefriction resistance factor f of the two-phase flow in the capillary tube decreases with thedecrease of the inner diameter of the capillary tube.KeywordR410A;Capillary tube;Two phase;Pressure drop;Experiment中图分类号:TB657.2D0l:10.19784/ki.issn1672-0172.2020.06.014如果您对本文内容感兴趣请联系作者刘江彬liujiangbin@ 1引言毛细管广泛应用于多联机空调系统的室内外换热器的两相流分流流量调节毛细管流量调节效果的好坏直接影响多联机空调系统的制冷量和制热量QR,个别机型对系统制冷能力的影响甚至超过20%»刖。