沸腾传热和气液两相流 徐济鋆 pdf

《气液两相流与沸腾换热》读书笔记

姓名：李双双

学号：1110209148

专业：工程热物理

日期：2012.4.18

前言

林宗虎老师的《气液两相流与沸腾换热》一书对管内沸腾做了较为全面的介绍，对于

初学者掌握整体的思路有较好的作用，这也是我为什么选择这本书的原因。本笔记是在阅读林老师此书的时候根据自己的理解对每章的内容做了简要的归纳，最后写下了阅读本书的读后感。读完本书后虽然已经对管内沸腾有了基本的了解，但是想要深入了解仅仅本书是不够的，还需课下阅读更多相关书籍和文献。

第一章 绪论

新增内容:1、气液两相流体横掠柱体的漩涡脱落特性 2、管道内强制对流换热的强化方法 3、气液两相测试技术和多相流研究进展

两相流定义：存在变动分界面的两种独立物质组成的物体的流动。可以分为气液两相流、气固两相流、液固两相流，此外，两种不同组分的液体的共同流动也属于两相流范畴。

两相流这一术语首先出现于美国一些研究生论文中，1943年，苏联首

先将这一术语应用于

正式出版的学术刊物上。在1930-1940年期间，发表了一些研究气液两相流不稳定行及锅炉水循环中气液两相流动问题的经典型文献。1940

气液两相流的分离方法综述

摘要：本文从气液两相流分离方法出发，分析了6种最常见的气液分离方法。研究了各种气液两相流分离方法的原理，介绍了各方法的优缺点及利用这些方法制造出的气液分离器的结构，并介绍了各种分离方法适用的领域，并针对部分方法提出了可能的改进方法。

关键字：气液两相流分离机理气液分离器

引言

气液两相流的分离主要在气液分离器中进行，而气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法主要有6种，分别是：1、重力沉降；2、折流分离；3、离心分离；4、丝网分离；5、超滤分离；6、填料分离等。但综合起来分离原理只有两种：一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法1、2、3、6）。气体与液体的密度不同，相同体积下气体的质量比液体的质量小。二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法4、5）。液体的分子聚集状态与气体的分子聚集状态不同，气体分子距离较远，而液体分子距离要近得多，所以气体粒子比液体粒子小些。

下面就每种方法的原理进行介绍。

1. 重力沉降

1.1 重力沉降原理

气液重力沉降分离是利用气液两相的密度差实现两相的重力分离,即液滴所受重力大于其气体的浮力时,液滴将从气相中沉降出来,被分离。由于气体与液体的

水—水蒸汽两相相变界面的数值模拟

——两相流动与热物理大作业

姓名 张蛟龙_______ 学号 201328013524021__ 班级 物理308_____ 指导教师 刘捷__ 完成时间 _2014.5.8_

水—水蒸汽两相相变界面的数值模拟报告

一．文献综述

作为化石资源的替代产品，核能的高效，清洁一直备受青睐，然而光环之下，

核废料的处理不禁让人黯然神伤。强致命性辐射，动辄千年的半衰期，惯用的办法只能是深埋，等待下一代的聪明才智。与此同时，核废料的利用和加速衰减一直是核能大国们的研究重点。欧洲的ADS系统第六代散裂靶模型计划的目标就是要验证高水平的核废料转换的可行性。散裂靶作为连接加速器和核废料的装置需要工作在高辐射和高热流密度的条件下，因此散裂靶的设计是ADS系统研制最有挑战的部分。由加速器产生的高能质子流轰击靶核产生中子作为外源中子驱动和维持次临界堆的运行。散裂靶在极小的空间内需承受极大的热负荷，质子

电容层析成像系统三维数据场

可视化及计算机仿真

摘 要

电容层析成像技术是一种多相流参数检测新技术，三维数据场可视化是运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程及计算结果转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。本文针对石油工业广泛应用的油水液液两相流系统，利用电容传感器检测到的时间离散的一维投影数据，以电容传感器空间内不同点(x,y)处的灵敏度分布函数为先验数据，采用Marching Cubes算法，将液液两相流系统的流动、变化过程再现在屏幕上。

本文首先分析了电容层析成像系统传感器原理、系统工作原理及以有限元模型为基础的场域剖分、敏感场分析与计算。在此基础上，利用三维数据场可视化原理，采用三维空间数据场构造等值面方法，将MC算法中的体元用灰度值矩阵中的一个元素替代；各体元之间等值面图像用一系列相互连接的三角面片替代，运用最大体积法，将相邻两横断面的轮廓线连接起来；利用人眼视网膜停留时间原理，实现电容层析成像系统三维数据场的可视化。

本文将以上方法用于圆形管道内油水两相流的实例分析。完成了油水两相流系统的灰度图显示、三维空间数据显示以及三维空间动态显示设计。通过仿真试验，达到了满意效果。通过对工业现场的油水两相

基于ANSYS FLUENT的两相流分析例1

众所周知，FLUENT和CFX是ANSYS中最牛的两个流体分析软件。下面以FLUENT为例，说明其在多相流分析中的应用。该例子来自于FLUENT帮助,但是其建模，网格划分以及命名集的定义方式则进行了改变。希望该例子对于大家做多相流的分析有所帮助。 问题：一个水-空气混合物在管道内向上流动，在T型交叉点分成两支。管道宽25mm，输入部分长125mm，顶部和右边都是250mm。空气和水在进口处的速度见下图，而两个出口处的出流权重分为为0.38和0.62.现在要求对该两相流做一个稳态分析。

使用ANSYS fluent分析过程如下 （1）创建项目示意图（WORKBENCH）

设置geometry单元格的属性

（2）创建几何模型(geometry) 设置单位为mm

创建草图并施加尺寸约束

修改模型

从草图生成面物体

这样，几何建模工作完成，存盘后退出DM. （3）划分网格并设置命名集(mesh)

下面进入到mesh单元格，首先划分网格，添加一个尺寸控制，并设置单元划分尺寸为2.5mm.

划分网格结果如下

然后定义命名集，其实就是定义速度进口边，以及流出边。这些定义会在后面用到。 选择最下面这条边，并定义命

两相流：通常把含有大量固体或液体颗粒的气体或液体流动称为两相流；其中含有多种尺寸组颗粒群为一个“相”，气体或液体为另一“相”，由此就有气—液，气—固，液—固等两相流之分。

两相流的研究：对两相流的研究有两种不同的观点：一是把流体作为连续介质，而把颗粒群作为离散体系；而另一是除了把流体作为连续介质外，还把颗粒群当作拟连续介质或拟流体。

引入两种坐标系：即拉格朗日坐标和欧拉坐标，以变形前的初始坐标为自变量称为拉格朗日Langrangian 坐标或物质坐标；以变形后瞬时坐标为自变量称为欧拉Eulerian 坐标或空间坐标。

一.离散相模型

FLUENT在求解连续相的输运方程的同时，在拉格朗日坐标下模拟流场中离散相的第二相；?

离散相模型解决的问题：煤粉燃烧、颗粒分离、喷雾干燥、液体燃料的燃烧等；?

应用范?围：FLUENT中的离散相模型假定第二相体积分数一般说来要小于10-12%（但颗粒质量承载率可以大于10-12%，即可模拟离散相质量流率等/大于连续相的流动）；不适用于模拟在连续相中无限期悬浮的颗粒流问题，包括：搅拌釜、流化床等； 颗粒-颗粒之间的相互作用、颗粒体积分数对连续相的影响未考虑；?

水平井气、液或两相流流入动态关系概要

R. Kamkom and D. Zhu, Texas A&M U.

Copyright 2006,Socienty of Petroleum Engineers

摘要

本篇论文介绍了不同地层流体类型和不同边界条件下水平井流入动态

（IPR）的解析模型。虽然油藏模拟可以提供更准确和详细的油气井产能结果，但解析模型由于对井的动态估测快捷，实用和合理而被广泛应用。解析模型尤其适用于研究单井设计和动态优化。与直井模型相似，水平井解析模型是在特定的条件下形成的。水平井的IPR方程分两种边界条件，稳定渗流条件（定边界压力）和拟稳定渗流条件（边界无流动）。对每一种条件，给出了油井和气井的IPR方程，在拟稳定流条件下给出了水平井IPR两相流对比。在本篇文章中对不同模型结果进行对比，同时也讨论了IPR方程的限制条件和IPR方程的适当运用。

对每种流体系统，例举了流动特性是怎样随流动区而改变的，例子同样显示了相关参数对水平井流入动态的影响。这些公式对油藏和采油工程师在水平井的生产实践中的应用非常有价值。

简介

在开发一个新油田中，设计一口新井和优化油气井动态是预测井动态的重要步骤之一。我们可以运用油藏模拟模型或者解析模型预测

fluent油水两相流动数值模拟操作实例

Fluent油水两相流弯管流动模拟

一、 实例概述

选取某输油管道工程管径600mm的90°水平弯管道，弯径比为3，并在弯管前后各取5m直管段进行建模，其几何模型如图所示。为精确比较流体流经弯管过程中的流场变化，截取了图所示的5个截面进行辅助分析。弯管进出口的压差为800Pa，油流含水率为20%。

二、 模型建立

1. 启动GAMBIT，选择圆面生成面板的Plane为ZX，输入半径Radius为0.3，生成圆面，

如图所示。

fluent油水两相流动数值模拟操作实例

2. 选择圆面，保持Move被选中，在Global下的x栏输入1.8，完成该面的移动操作。 3. 选取面，Angle栏输入-90，Axis选择为（0,0,0）→（0,0,1），生成弯管主体，如图所

示。

fluent油水两相流动数值模拟操作实例

4. 在Create Real Cylinder面板的Height栏输入5，在Radius1栏输入0.3，选择Axis

Location 为Positive X，生成沿x方向的5m直管段，如图所示。

5. 同方法，改变Axis Location为Positive Y生成沿y方向的5m直管段，如图所示。

fluent

河海大学本科论文 Texaco 气流床气化炉内气固两相流动的数值模拟

摘 要

本文在对Texaco气流床气化炉内多相流动进行分析的基础上，建立了描述炉内行为的数学模型，采用Fluent对在冷态条件下气化炉的气固两相流的流动情况进行了模拟，模拟结果和实际操作结果吻合较好。同时也就在不同空气喷射角度下和在不同的空气与煤粉气流流量的运行情况下进行一个模拟与分析。

从流动角度来看，整个气化炉可以分为四个不同的局部流场。刚刚进入喷口时，为了使煤粉的颗粒能够成功雾化开来，需要空气从环形喷口出去的超高速度的氧气流将中间圆形喷口喷出的低速的碳颗粒气流吹散，这常常在喷口处形成了一块强烈的回流区。第二块是由于喷嘴喷射而形成的强烈的撞击流区、接下来第三块在整个气化炉的周围存在一块贯穿整个炉子的回流区域，是由于喷口气流从中心喷射出去先后穿越整个气化炉的中心区域，但因为流场中心的气流流速非常高，而靠近炉子壁面的气流速度则相对较低，两者之间由于速度差在整个炉体中产生了的一块回流区域。而第四块是位于气化炉中部和下部稳定而均匀的平流区。这是由于中间喷口喷射出的高速流动的气流在从喷

油水两相流弯管流动模拟

弯管被广泛应用于石化、热能动力、给排水、钢铁冶金等工程领域的流体输送，其内部流体与管壁的相对运动将产生一定程度的振动而使管道系统动力失稳，严重时会给系统运行带来灾难性的毁坏。而现今原油集输管线中普遍为油水两相流，较单相流动复杂，且通过弯管时由于固壁的突变，使得流动特性更为繁杂。因此，研究水平弯管内油水两相流的速度、压力分布等流动特性，不仅能够为安全输运、流动参数控制等提供参考，还可为管线防腐、节能降耗措施选取等提供依据。

一、 实例概述

选取某输油管道工程管径600mm的90°水平弯管道，弯径比为3，并在弯管前后各取5m直管段进行建模，其几何模型如图所示。为精确比较流体流经弯管过程中的流场变化，截取了图所示的5个截面进行辅助分析。弯管进出口的压差为800Pa，油流含水率为20%。

二、 模型建立

1. 启动GAMBIT，选择圆面生成面板的Plane为ZX，输入半径Radius为0.3，生成圆面，

如图所示。

2. 选择圆面，保持Move被选中，在Global下的x栏输入1.8，完成该面的移动操作。 3. 选取面，Angle栏输入-90，Axis选择为（0,0,0）→（0,0,1），生成弯管主体，如图所

示。

4. 在Cre