摩擦压降及环状流解析计算

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1、1.摩擦压降计算:直径D=5.08cm管子，P=180bar,进口流量W=2.14kg/s，进口为饱和水，粗糙管f=0.002,山口干度久=0.1825,管长100m,求两相流的摩擦压降M。(分别用M—N法、Chisholm方法(经验的C公式)、苏联78年计算标准、我国水动力计算方法)解：由P=180bar,查水蒸气饱和曲线得：饱和水和饱和蒸气密度分别为凡=543.67kg/m3pG=133.351kg/,9饱和水的动力粘度为JL/L=62ASx-6kg/(m-s)求得质量流速力：W(jrH2A214G=pJfll=—=wl—T=^r-紅/(m2.

2、s)=1053.271々g/(m2.s)A4J三X0.050824(1)M-N方法：式中分别为两相压降和假设管内全部为水时的压降由尸=18A/Az和x=0.1825查得Martinelli—Nelson的少=f(x，P)关系閔，得0么=/.950.31640.3164=0.01038管内充满水吋，摩擦阻力系数025z0.0508xl053.267x°，2562.17x10'则M4O-O1O38X^X^SP^20828•難故两相流的摩擦压降为：APf=1.95AP0=40616.51P^(2)Chisholm方法：P=18MPa>3MPa,且管道为粗糙管，故

3、八/二二1500蚣/川3,此时义=1,n=0,C2p,ym15001053.267=1.424令念’故0.50.5c=又+(C厂2)VG=[1+(1.424-1)(1-i^4^r)0'5J)°'5+d^4^)0.5J=3.44543.626"对于均相模型截面含汽率133.356543.6260.1825♦吟°-1825+(1-°-1825)X54336526=0.476'?一5a~2l-a0.4761-0.476=1.266X=1.125由Chisholm关系式为％2=；+£+-L=74-^-4—=^.55XX21.1251.266采用M-N方法计算的值

4、，APf=4.85^=100156.38^（3）苏联78年方法:摩擦阻力系数义=Z-(D4lg3.7-l£4啊x丄TI0.002)=0.02342且进口为饱和水，则x,=0，又;=0.1825,弋+A0.1825+0求得平均干度x===0.0912522查《气液两相流和沸腾传热》的图表得，％二0.98故摩擦压降么-1Vg1001053.2672<543.626/0.02342Xx-Xl+0.09125x0.98x10.05082x543.626U33.356；m1+環Pa=60027.73^6/(4)我国水动力方法:由于几凡=1053.267Ag/(w2

5、〉lOOOAg/(w2•j)，采用计算式为：(1一X)11么Pg=1+0.09125x(1-0.09125)xd-l)x543,6261053.267133.3561+(1_x)

6、£l_1Pg1+(1-0.09125)x(543.626-1)133.3560.9955故摩擦压降为.•APf=i//A—L(PXD2pL^-1Pg0.9955x0.02342x100x1053.267x0.05082x543.6261+0.09125X543.626133.356-1Pa59974.23尸6/1.环状流解析计算及其研宄现状分析解析计算：环状流的解析汁算就是对液膜

7、流率Mlf、液膜厚度5以及压力梯度dp/dz的三角关系，液滴沉积方程式，以及夹带的相关关系求解。从£,.的计算步骤：(1)根裾己知的压力梯度估算界而切应力(2)根据力的平衡，利用第一步所得出的值计算液膜中切应力的分布；(3)根据液膜中切应力的分布曲线和柯效粘度來计算液膜中的速度分布曲线；(4)沿速度分布曲线积分便可求得A//f。一般采用与分离流动气相动量方程式相类似的方法计算界面切应力，对于等截面的流道屮的稳定流动来说，—dpIdz—H)+容P(j。Ae(;e(;dz对于均匀混合的气芯的动量平衡，动量方程可以改为-dp/dz=-+丄冬(A.rwc2)+gp

8、c人为平均气芯速度，,+PA对于圆管，-dpIdz二+丄^_("r(Y+^(1_Y)r)+gp

9、力和壁面切应力相等)，并且液膜的厚度与管半径相比很薄，这时可以很方