反应堆热工水力学10

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1、6两相流分析6.1描述两相流的物理量6.2两相流输运方程6.3两相流水力学分析6.4两相流传热分析什么是两相流？两相流分类分析两相流的重要性分析两相流的方法混合物流动模型均匀流模型漂移流模型两流体流动模型9/14/20212两相流6.1描述两相流的物理量1.定相函数如果某一时刻空间某一点r处是k相状态，k表示汽（v）或液（l）。那么定相函数定义为r处是k相。r处不是k相。9/14/20213两相流6.1描述两相流的物理量2.体积平均算子对于某一相k处在的空间Vk内，该相内的体积平均值为假如该物理量c是液相水的密度，上面两个式子分别代表什么？9/14/2021

2、4两相流6.1描述两相流的物理量3.面积平均算子对于某一相k处在的面积内，定义某一物理量c在该相内的面积平均值为9/14/20215两相流6.1描述两相流的物理量4.时间平均算子积分范围的选择要考虑两个方面的因素，对于某一相k，某一物理量c在该相内的时间平均值定义为9/14/20216两相流6.1.2体积平均量——空泡份额空间平均时间平均时空平均9/14/20217两相流两相密度有了空泡份额的定义后，我们不难得到：思考：水物性骨架表中可以查到的水和水蒸气的密度是哪个量？9/14/20218两相流6.1.2体积平均量——含汽率静态质量含汽率在一个静止的空间内水

3、蒸气占据的质量比这样定义的静态质量含汽率是一个体积平均量9/14/20219两相流平衡态含汽率汽液处于相平衡状态下的含汽率平衡态含汽率可以是负值，也可以大于1。9/14/202110两相流6.1.2体积平均量——混合物密度某一空间内水和水蒸气的混合物的密度9/14/202111两相流6.1.3面积平均量——截面含汽率流通截面上汽相所占据的面积份额9/14/202112两相流6.1.3面积平均量——流动含汽率可以分为流动质量含汽率和流动体积含汽率汽相或液相在某一时刻流过某一截面j的质量流量为进行时间平均9/14/202113两相流流动质量含汽率蒸汽质量流量占总

4、质量流量的比称为流动质量含汽率，对于一维流动的情况：一维情况下，可以利用流动质量含汽率来计算质量流密度。所谓质量流密度，是指单位时间内流过单位面积的某一相的质量9/14/202114两相流质量流密度对于液相有对于汽相有z点的混合物的平均质量流密9/14/202115两相流体积流密度还可以利用流动质量含汽率来计算体积流密度。所谓体积流密度，是指单位时间内流过单位面积的某一相的体积，对一维情况下的液相，有气相9/14/202116两相流流动体积含汽率蒸汽体积流量占总体积流量的比率9/14/202117两相流6.1.3面积平均量——滑速比汽相与液相的速度比，定义i

5、方向的滑速比为在汽相与液相分别均匀分布的情况下，有9/14/202118两相流一维情况根据以上的定义可知，一维情况下滑速比、流动质量含汽率和空泡份额之间具有一定的关系，知道其中的任意两个量就可以得到第三个量，它们之间的关系是9/14/202119两相流9/14/202120两相流6.2两相流输运方程——一维混合流6.2.1一维混合流方程混合流指的是把两相看成是一种混合物，用混合物的参数来描述两相流，例如均匀流模型和漂移流模型都属于混合流模型1.质量方程或9/14/202121两相流6.2两相流输运方程2.动量方程9/14/202122两相流6.2两相流输运方

6、程3.能量方程假设流体内沿流动方向的轴向导热可以忽略，并且流体的膨胀功可以忽略，壁面的摩擦力和流体内的粘性力以及重力所做的功都很小，也可以忽略。9/14/202123两相流6.2两相流输运方程——三维分离流质量方程9/14/202124两相流6.2两相流输运方程——三维分离流动量方程9/14/202125两相流6.2两相流输运方程——三维分离流能量方程9/14/202126两相流小结：描述两相流的方法两相混合物参数各种面积平均和体积平均参量两相流输运方程9/14/202127两相流习题6.1沸水堆运行压力为7.2MPa，燃料组件出口处的流动质量含汽率为0.1

7、5，质量流量为17.5kg/s，面积为0.012m2，滑速比为1.5，计算9/14/202128两相流习题6.2一个垂直的管道内的两相流，横截面如图所示，已知压力为7.4MPa，质量流密度为2000kg/m2s，出口的平衡态含汽率为0.0693，D=10mm。计算出口处的9/14/202129两相流