哈工大多相流体力学讲义

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1、多相流体力学讲义市政环境工程学院《多相流体力学》教学内容及要求课程名称：多相流体力学英文名称：Multi-phaseFluidMechanic学分：2总学时：36开课单位：市政环境工程学院建筑热能工程系授课对象：水力学与河流动力学专业研究生、供热供燃气通风及空调工程专业研究生课程要求：必修课、任选课、先修课程：流体力学、传热学、工程热力学参考教材：（1）《两相与多相流体动力学》郭烈锦编著，西安交大出版社（2）《两相流体力学》孔珑主编，高等教育出版社；（3）《两相流体力学》王慕贤主编，哈工大出版社,（4）《两相流与沸腾

2、换热》鲁钟琪编著，清华大学出版社；一、本课程的性质、教学目的及其在教学计划中的地位与作用多相流体力学及其测量在动力、化工、石油、制冷、宇航等一系列工程中均得到重要应用。多相流体力学是一门较为年轻的学科，是流体力学的一个重要分支，至今只有数十年的历史。主要研究气液、液液、气固、液固、气液固或气固液等多种流体在管内或管外流动时（有换热的或无换热的）的流动型态、流动阻力、流动稳定性、多种流体的混合、分离和在并联管中的分配均匀性等问题。对于这些流动机理及多相流体测量技术均属国际有关前沿课题，有广阔的发展空间和创新领域。对于发

3、展现代或未来的创新工程具有重要的理论和实用意义，并可取得重要经济效益。本课程为水力学专业研究生的必修课、建筑环境与设备工程专业重要的选修课课之一，主要用于增强学生的专业理论水平，拓宽学生的知识面，了解本领域的国内外研究动态，提高科技创新能力，训练学生利用所学理论解决实际工程实际的能力和原始创新能力。作为流体力学的一个分支，本课程以经典流体力学的基本原理为理论体系，既有严密的理论分析，又有实验研究。充分体现了为工程服务的理论联系实际的工程流体力学类课程的基本性质。通过本课程的学习，可使学生掌握两相共存时流体力学中基本理

4、论、基本概念，以及在土木工程领域的具体应用以及表现形式；了解国内外研究动态；在多相流领域寻求科技创新点。二、本课程的主要内容，各章节内容及学时如下表：时数教学(授课或讨论)内容第一章绪论1．1两相与多相的定义与分类1．2多相流体力学的发展史41．3多相流的研究和处理方法1．4国内多相流领域的最近研究课题1．5多相流中的专用术语及常见参数第二章多相流相场空间结构2．1概述2．2相速度和相含率分布1、微分分析法2、积分分析方法42．3流型及其转变特性1、气液两相流流型及流型图2、流型转变界限积机理第三章两相流的基本方程3

5、．1均相定常一维流动基本方程3．2分相一维定常基本方程43．3解析模型基本方程（二流体模型）3．4两相流的模化与准则特性方程第四章两相流的压降4．1汽液两相流动量方程的积分1、均相流积分2、分相流积分44．2全液相折算系数、分液相折算系数、分气相折算系数4．3气液两相的截面含气率1、一维二速度模型2、二维一速度模型3、二维二速度模型4．4汽液两相流压降的经验方法第五章气液环状流动的解析分析5．1概述5．2三角关系式及其简化45.3摩擦压降与空泡率的关系5．4液体夹带5．3摩擦压降的计算第六章气固、液固两相流6．1固体

6、物料颗粒的特性1、颗粒在流体中的沉降与悬浮2、固体颗粒的粒径、粒度分布46．2固体颗粒床的流体力学原理1、固体颗粒床的分类2、均匀圆球颗粒固定床的流体力学原理3、实际物料固定床的厄贡公式4流化床的流体力学原理6..3气力、水力输送的基本方程与基本概念1、气力输送的基本工作参数2、作用在颗粒上的力3、水平管4气力输送的流型4、稀相输送时颗粒群在直管中运动微分方程6.4气力、水力输送能量损失估算6.5固体颗粒在流体中的沉降分离与旋流分离第七章两相流动的测量技术与实践7.1汽液两相流的测量47.2气固两相流的测量7.3多相

7、流测量实践针对课堂讲授内容的总结，问题讨论、教学效果探讨及答疑备考4三、本课程的其他教学环节无。四、考核方式成绩为百分制。考试内容基本覆盖全部授课内容。第一章绪论1.1两相与多相的定义与分类两相流就是指必须同时考虑物质两相共存且具有明显相界面的混合物流动力学关系得特殊流动问题。在不同的学科中，根据研究对象的不同特点，对相各有特定的说明。比如物理学中，单相物质的流动称为单相流，两种混合均匀的气体或液体的流动也属于单相流。同时存在两种及两种以上相态的物质混合体的流动就是两相或多相流。在多相流动力学中，所谓的相不仅按物质的

8、状态，而且按化学组成、尺寸和形状等来区分，即不同的化学组成、不同尺寸和不同形状的物质都可能归属不同的相。在两相流研究中，把物质分为连续介质和离散介质。因为颗粒相可以是不同物态、不同化学组成，不同尺寸或不同形状的颗粒，这样定义的两相流不仅包含了多相流动力学中所研究的流动，而且把复杂的流动概括为两相流动，使问题得到简化。此外还有动力学意义上的相及物