第二节 汽水两相流的流型和传热知识讲解
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第一章绪论第一节两相流及其定义异质物体或系统中,各存在分界面的独文物质称之为相。
众所周知,自然界常见酌物质有三相,即固相+液相和气相。
因此,由任意两种存在分界试坤独物质组成【十体或系统都称之,为两相物体或两相表统。
树如,水和己的撮合物为一种两相物体,因为水和卸:都是存在分界面的独立物质。
但是,'盐水浴液是一种单相物体,田为在此溶液中盐和水之间无分界面,盐和水不居两种独立存在的物质。
两相物体的流动称为两相流。
在两相城中,两相之闻不仅存在分界面,面且进一公界面是随者派动在不断变化的。
因此,两相觥可定义为存在变动外界面的两种狡文物质组成的物体的. 流动。
气体和固体耦粒洇合物的流动为一种两相流,因为在此甜动表统中不仅存在两种独立物质,而且这两种物质之间的分界面是随流动面变化的。
根据两相流的定义,可以将两相褓大致分为如下三类,气体和液体共同流动时气筱两相流,气体和固体耦】位共同流动的气团两相流·液体和固体解放共同流动的液固两相流。
忱外,两种不同组分液体的共同流动也届于两相流范辟,本书主要讨论气液两相流的流体动力学和悦据传热问题。
气踺两相流根据物质组分的不同又可分为两种。
由同一组分枸顶种相组成髀气液两相流称为单组分】液两相舐,例如由木鼓汽和水构成的两相硫。
由不同组士的两种相组成肿气踺两相硫称为】组公气液两相流,例如由空气卸水构成的气淹两相流。
在不监生相变的流动过程中,单组分两相流和】煳i分两相流适用同样的物理规铮,因而可通称为气液两相硫。
棣揖散热惜晚的不同,气密两相硫还可公为绝热气淹两相掀和有热弈换酌气密两相硫。
当存在热交投时,在单组分气筱两相部中伴随菹流动含线工质的相交。
两·相铈这一术语在本世纪30年代苜光出现于美国的一些研究生论文中。
l945年,苏碟苜先将毡一来语应用于正式出版的学术刊物上。
莫+ 苏、银三国在本世纽20年代已''开始了气淹两相硫的研究工作,日本姑子即年代,我国在60年代也开始了这方面的研究工:,ff;·。
锅炉汽水两相流的流型及防止传热恶化的措施一. 水沸腾时汽泡的形成过程锅炉中当水的温度加热到饱和温度tbh时,即产生蒸汽,饱和温度的数值决定于锅炉中水的压力的高低。
在某一已知压力下,就有一定的饱和温度数值,而且在整个沸腾过程内保持不变(只要压力不变)。
对沸腾过程进行观察,一般蒸汽泡只在加热壁面上的某些地点发生,这些地点叫作汽化核心。
这些汽化核心壁面某些粗糙不平以及锈皮、水垢等地方的凹陷部分。
汽化核心数目(汽泡数)取决于水冷壁的壁面热负荷,热负荷大,则汽化核心数目(汽泡数)也随之加多,沸腾也就愈剧烈。
在水的沸腾过程中,首先在汽化核心处形成汽泡,当汽泡在壁面形成时,汽泡内部压力将高于汽泡处部水中的压力,这个压力差即用来克服水的表面张力而形成汽泡。
当水的压力提高时,由于水的表面张力减小,则在水压力高的情况下,可使汽化核心数目增多,亦即强化了汽泡形成过程。
当单相水在垂直管中向上流动时,管中横截面上的水流速度分布是不均匀的。
由于水的粘性作用,近壁面的水流速度较低(在壁面处应为零),速度梯度较大(速度变化大);管子中心部分的水流速度最大,速度梯度(速度变化)为零。
当近壁面水中含有蒸汽泡又不太大时,由于汽泡浮力作用,汽泡上升速度要比水速大。
由于水流速度梯度的影响,近壁面的汽泡外侧遇到较大的阻力,汽泡本身会产生内侧向上、外侧向下的旋转运动,旋转引起的压差将汽泡推向管子中心。
这样上升两相流中汽泡上各式较快,并相对集中在管子中心部位,即集中在水速较大区域。
当汽泡脱离壁面逸入水中或被管内的水带走,汽泡脱离后水又填充汽泡离开后的空穴,又重新形成汽泡,这样重复汽泡的形成、长大和脱离过程。
这个过程进行得越快,或者说频率越高,则壁面附近水层的扰动愈剧烈,放热就猛列,放热系数a2值也愈高。
二. 水冷壁管中汽水两相流的流动结构在水冷壁管内两相流中,汽和水不是均匀分布的,它们的流速也不一样。
由于管径、混合物中的含汽率和流速的不同,两组组成的流动结构也不一样。
气液两相流动及传热应用气液两相流动及传热是指在管道或设备中同时存在气体和液体的流体流动状态,并且这两种相之间进行传热的过程。
在工程实际中,气液两相流动及传热广泛应用于多个领域,如能源、化工、生物医药、环境保护等。
下面将就气液两相流动及传热的原理、优势及应用进行详细介绍。
气液两相流动及传热的原理主要涉及两个方面,即质量传递和热传递。
首先是质量传递方面,气液两相流动的过程中,气体和液体之间会发生质量交换,即气体在液体中溶解,或液体从气体中蒸发。
这种质量交换会导致气液两相流动状态的变化,例如气体的泡状流动、液滴的产生等。
此外,质量传递还可以通过传质系数来描述,传质系数的大小决定了气液两相之间质量传递的速率。
其次是热传递方面,气液两相流动过程中的热传递可以通过传热系数来表示,传热系数的大小决定了气体和液体之间热量交换的速度。
气液传热一般包括两个方向,即气体对液体的传热和液体对气体的传热。
气体对液体的传热一般是通过气泡形成和破裂的过程中释放的热量来实现的,而液体对气体的传热一般是通过蒸发和凝结的过程中释放或吸收的热量来实现的。
气液两相流动及传热的优势主要有以下几点:1. 提高传热效率:由于气体和液体之间存在很大的界面面积,使得气液两相之间的传热效率明显高于单相流动。
通过增大传热系数,可以提高传热速率,加快物料的加热或冷却过程。
2. 增加传质速率:气液两相流动可以有效地提高物料之间的质量传递速率。
例如,在化工反应中,气液两相流动可以将气体催化剂或催化剂溶于液体中,提高反应速率和产物收率。
3. 实现混合和搅拌:由于气液两相在流动过程中会发生剧烈的搅拌和混合,可以有效地降低物料之间的温度、浓度或成分不均匀性。
这对于化工过程和生物反应的控制和优化非常重要。
气液两相流动及传热在多个领域有着广泛的应用:1. 石油和化工工业:在炼油、裂解、合成氨等过程中,气液两相流动及传热可以实现热量和质量的转移,提高反应速率和产品收率。
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气液两相流的流动与传热特性分析第一章绪论气液两相流是指在管内同时存在气相和液相的流体系统,广泛存在于化工、核能、石油、环境保护等领域。
气液两相流的性质复杂,不同于单相流,具有热质传递、固液分离、波浪波跃、喷射雾化等特点,因此近年来引起了学术界和工业界的广泛研究和应用。
本文将分析气液两相流的流动和传热特性,以期为气液两相流的研究提供一定的参考。
第二章气液两相流的分类和性质气液两相流可分为气体和液体相的接触和融合两种形式。
在接触形式中,气相和液相通过界面相互接触,形成泡沫、滴、膜或者液柱等结构,这种形式的气液两相流有着非常广泛的应用,例如泡沫塔、浮选、废水处理等;而融合形式则是泡沫或液滴在固体表面形成时液滴或泡沫发生融合,形成液膜或多孔材料衬垫,这种形式也有着广泛的应用,例如沉积薄膜、吸附剂等。
气液两相流的性质有着很强的诱导物质传递的能力,液相在气液界面上具有很高的活性质量,液滴和泡沫的直径很小,故它们的表面积很大,能够大大提高物质传递的速度和效率;同时,由于气液界面的存在,气液两相流还可以通过表面活性剂的加入在各个方面得到优化。
第三章气液两相流的流动特性气液两相流的流动特性,是指流体在管内或通道内的流动规律和物质传输规律等,是气液两相流传热的基础。
气液两相流的流动特性在不同应用环境下会发生很大的变化,例如流动状态、相对速度、相分布、颗粒形状、流体性质等都可能影响气液两相流的流动特性。
气液两相流的流动过程可分为单向流动和往返流动两种形式。
单向流动是指气体和液体分别自上往下或自下往上依序流动;而往返流动则是指液体在一方向流动过后再在相反方向流动,这种运动形态可以产生较为强烈的液相运动,从而增加了物质传递的效率。
第四章气液两相流的传热特性气液两相流传热是指在气液两相流中,气体和液体相互作用,形成温度差,从而引起的热传递过程。
气液两相流的传热性能对于增加热传递效率和提升传热效果具有十分重要的意义,在工业和科学研究中都有非常广泛的应用。