兩相流的基本方程

兩相流的基本方程第一頁，共二十頁，2022年，8月28日概述

研究兩相流動(dòng)特性，需要從建立流場特性方程開始，用場特性方程關(guān)聯(lián)必要的參數(shù)，由此達(dá)到所需參數(shù)的求解，進(jìn)而揭示其流動(dòng)特性。和單相流一樣，場方程即流場的質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒方程，以及與三者相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)式一一諾維—司托克斯方程組。這種方程組稱為基本方程。由于兩相流存在相間界面，在界面上便存在參數(shù)或特性的傳遞，因此，兩相流基本方程比單相流基本方程數(shù)量要多，而且內(nèi)涵復(fù)雜。尤其是氣液兩相流，界面本身成為不穩(wěn)定的，由此造成各種流型的變化，反過來這些變化又影響特性函數(shù)及基本方程的變化。兩相流基本方程到目前仍處在研究發(fā)展階段。但是為了適應(yīng)工程問題的需要，也已形成了許多成熟的模型。

處理氣液兩相流基本方程的方法，目前有兩種：(1)可把兩相流簡化為“均勻”介質(zhì)流動(dòng)，按單相流方法建立方程；或者把兩相流看成為截然分開的流動(dòng)介質(zhì)，各自獨(dú)立處理。(2)把不連續(xù)的氣液兩相流動(dòng)特性方程，按每相所起的作用，以概率平均法則，進(jìn)行加權(quán)平均，使成為“均勻”的流場特性。這種方法稱為解析模型處理法。第二頁，共二十頁，2022年，8月28日一單相基本方程第三頁，共二十頁，2022年，8月28日第四頁，共二十頁，2022年，8月28日二兩相模型2.1均相模型第五頁，共二十頁，2022年，8月28日

2分相模型

與均相模型不同的是可把兩相分成兩種單相流動(dòng)(氣相和液相)。介質(zhì)參數(shù)分別取各自的介質(zhì)參數(shù)。分相模型也是一種經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。第六頁，共二十頁?022年，8月28日分相模型-----連續(xù)性方程第七頁，共二十頁，2022年，8月28日分相流-----動(dòng)量方程氣相液相兩相動(dòng)量方程第八頁，共二十頁，2022年，8月28日摩擦壓降加速壓降重位壓降第九頁，共二十頁，2022年，8月28日分相流-----動(dòng)量方程氣相液相兩相動(dòng)量方程第十頁，共二十頁，2022年，8月28日分相流-----能量方程第十一頁，共二十頁，2022年，8月28日兩流體模型廣義形式的相場方程兩相局瞬特性的定義表明，可以直接采用單相流體的質(zhì)量、動(dòng)量和能量守恒條件表示每一相的局瞬特性。流場中任一控制體積內(nèi)任一量(質(zhì)量、線動(dòng)量、角動(dòng)量或能量)的增加率恒等于該控制體內(nèi)該量的產(chǎn)生率和從該控制面上該量的流出率之和。第十二頁，共二十頁，2022年，8月28日兩流體模型第十三頁，共二十頁，2022年，8月28日廣義形式的相場方程的局瞬特性的廣義形式左側(cè)第一項(xiàng)為單位容積的特性參量的變化率．第二項(xiàng)為單位容積特性參量的流動(dòng)率。右儲第一項(xiàng)為單位容積流入率，第二項(xiàng)為單位容積體積源增加率。兩流體模型第十四頁，共二十頁，2022年，8月28日第十五頁，共二十頁，2022年，8月28日第十六頁，共二十頁，2022年，8月28日第十七頁，共二十頁，2022年，8月28日