揭開快速動(dòng)力學(xué)停流的神秘面紗

來源：華洋科儀 2022年09月01日 11:58

　　快速動(dòng)力學(xué)停流就是把氣液兩相混合物看作一種均勻介質(zhì)，這種介質(zhì)具有均一的流動(dòng)參數(shù)，其物理特性參數(shù)取兩相介質(zhì)相應(yīng)參數(shù)的平均值。因此可按單相介質(zhì)處理均相流模型的流體力學(xué)問題。由于這種模型回避了相之間的相互作用，對(duì)非均勻混合的情況誤差較大。使用均相流模型對(duì)于泡狀流(尤其是沫狀流和霧狀流)具有較高的準(zhǔn)確性；對(duì)于彈狀流和塊狀流需要進(jìn)行時(shí)間平均修正；對(duì)于分層流、波狀流和環(huán)狀流，則誤差較大。

　　均流模型的基本假設(shè)是：①氣液兩相流的實(shí)際流動(dòng)速度相等；②兩相介質(zhì)間處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)，壓力、密度等互為單值函數(shù)；③在計(jì)算摩擦阻力和壓力損失時(shí)使用單相介質(zhì)阻力系數(shù)。

　　快速動(dòng)力學(xué)停流每相介質(zhì)有其平均流速和獨(dú)立的物性參數(shù)。為此需要分別建立每一相的流體動(dòng)力特性方程。這就要求預(yù)先確定每一相占有過流斷面的份額(即真實(shí)含氣率)以及介質(zhì)與管壁的摩擦阻力和兩相介質(zhì)相互之間的摩擦阻力。為了取得這些數(shù)據(jù)，目前主要是利用試驗(yàn)研究的方法得到經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。近年來，隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，有些數(shù)據(jù)已能通過數(shù)學(xué)模型解析求得。適用于介質(zhì)流速比較低的情況，用于分層流、波狀流和環(huán)狀流時(shí)，其準(zhǔn)確度比較高。

　　摩阻壓差梯度由兩相介質(zhì)與管壁摩擦產(chǎn)生的機(jī)械能散失和兩相介質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)在分界面上產(chǎn)生的機(jī)械能散失而引起。正是由于在兩相界面上有機(jī)械能損失和兩相之間相互作功以及兩相之間的熱量和質(zhì)量交換，所以能量方程式要比動(dòng)量方程式復(fù)雜得多，因此在許多兩相流動(dòng)分相流動(dòng)的研究中，多傾向于使用動(dòng)量微分方程式。

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