兩相流基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

總復(fù)習(xí)題目名詞解釋牛頓流體：切應(yīng)力與剪切變形率成正比的流體。非牛頓流體：粘滯系數(shù)不是常數(shù)，或者要到達(dá)屈服應(yīng)力才能運(yùn)動的流體。漂移速度：某相介質(zhì)的速度與混合物速度之差。vcg=阻液和倒流：在直立管的氣液兩相流中，當(dāng)向上的氣流速度高到某極限值時，液體只隨氣流向上流動，不向下流動，即阻液現(xiàn)象；此時若減少氣流速度，直到液體又開始向下流動，即倒流現(xiàn)象。等容粒徑：與泥沙顆粒體積相似的球體直徑。沉降粒徑：與泥沙顆粒密度相似、沉速相等的球體直徑。球形度：非球形顆粒靠近球形的程度。Ψ=摩擦阻力：由切應(yīng)力產(chǎn)生，重要發(fā)生在邊界層內(nèi)的阻力。壓差阻力：重要由于流體繞曲面體或有銳緣棱角的物體流動時，邊界層分離產(chǎn)生漩渦所導(dǎo)致的阻力，與物體形狀有關(guān)，又稱為形狀阻力。輸送濃度：兩相流體通過管道輸送到目的地后的濃度。當(dāng)?shù)貪舛龋耗骋凰查g在某一體積或某一質(zhì)量兩相流中固體的含量。速度松弛和溫度松弛：氣體-顆粒流中有不一樣的溫度和不一樣的速度，以致兩相間發(fā)生互相作用，使它們的速度、溫度逐漸靠近，最終到達(dá)某相對平衡狀態(tài)的過程。平衡流/凍結(jié)流：速度、溫度松弛時間比所研究課題的特性時間短/長得多的氣固兩相流。干涉沉降/自由沉降：固體顆粒在有限/無限流體空間內(nèi)的沉降。水力坡度：兩相流中固體物料一般在紊流中輸送，其懸浮程度重要取決于紊流擴(kuò)散有關(guān)的漿體流速同步某一壓力下，漿體在管道流動中必須克服與管壁產(chǎn)生的摩擦力和湍流時層間的阻力，統(tǒng)稱摩擦阻力損失，也即水力坡度。含沙量：單位體積的渾水中所含的干沙的質(zhì)量。固液兩相流體的稠度：體積稠度：固體體積流量與液體流量之比。ct=質(zhì)量稠度：固體質(zhì)量流量與液體質(zhì)量流量之比。c賓漢流體：切應(yīng)力到達(dá)某屈服應(yīng)力時才開始發(fā)生剪切變形，但變形率也是常數(shù)的固液兩相流體。偽塑性流體/漲塑性流體：流動曲線的坡度隨剪切變形率增長而減小/增長的流體。鼓泡：氣體通過較粗的粒料床層時，氣泡破裂，導(dǎo)致床面和壓降的波動，稱為鼓泡。騰涌：容器直徑不大，床層較厚，氣泡抵達(dá)上表面時破裂，導(dǎo)致床面和壓降的波動，稱為騰涌。溝流：容器直徑較大，床層較薄，布風(fēng)不均勻，氣流不是均勻地而是在個別地方吹通床層，稱為溝流。簡答題簡述固體顆粒粒徑的測量措施。直接測定法。對于較粗大的顆粒，可以用篩分法、顯微鏡法等。間接測定法。對于較細(xì)微的顆粒，可以用氣體沉降法、液體沉降法、離心分離法、光吸取法等。簡述作用于固體顆粒的加速度阻力的類型和各自產(chǎn)生的機(jī)理。1）附加質(zhì)量力：當(dāng)顆粒在無粘流體中作加速運(yùn)動時，它要引起周圍流體作加速運(yùn)動，由于流體有慣性，體現(xiàn)為對顆粒有一種反作用力。對于球形顆粒，這個作用力的大小等于顆粒排開流體質(zhì)量的二分之一與流體相對顆粒的加速度乘積，其作用就仿佛是使顆粒的質(zhì)量增長了顆粒二分之一體積的流體質(zhì)量，因此稱為附加質(zhì)量力。2）巴塞特力：當(dāng)顆粒在粘性流體中作直線變速運(yùn)動時，顆粒附面層的影響將帶著一部分流體運(yùn)動，由于流體有慣性，當(dāng)顆粒加速時，它不能立即加速，當(dāng)顆粒減速時，它也不能立即減速。這樣，由于顆粒表面的附面層不穩(wěn)定，使顆粒受到一種隨時間變化的流體作用力，并且與顆粒加速歷程有關(guān)。簡述氣體-固體顆粒兩相流中稀相流動和密相流動的兩種分類措施，并舉出一種工程實(shí)際中碰到的氣體-固體顆粒兩相流的稀相流動或密相流動。按固體容積份額分，1-η<5%為稀相，不小于5%為密相。按顆粒群運(yùn)動的機(jī)理分，假如顆粒在整個速度松弛過程中沒有同其他顆粒碰撞為稀相，否則為密相。稀相流動的例子：顆粒物料的稀相氣力輸送簡述氣體-固體顆粒兩相流的兩種極端狀況，平衡流和凍結(jié)流的各自特點(diǎn)以及鑒別原則。一種是平衡流，即該流動的速度、溫度松弛時間比所研究課題的特性時間短得多，速度、溫度很快到達(dá)平衡，甚短的松弛過程可以忽視不計(jì)，可以認(rèn)為vp=vg一種是凍結(jié)流，即該流動的速度、溫度松弛時間比所研究問題的特性時間長得多，速度、溫度的變化小到可以忽視不計(jì)，可以認(rèn)為vp、T平衡流和凍結(jié)流可用斯托克斯相似準(zhǔn)則數(shù)來判斷，該相似準(zhǔn)數(shù)的定義為速度松弛時間與流動滯留時間之比，即分析固體顆粒在靜水中自由沉降時所受的力以及自由沉降的過程，并指出影響固體顆粒沉降末速的重要原因有哪些。在開始下沉的短臨時間內(nèi)，球體的有效重量不小于流體阻力，球體將加速下沉。但阻力因沉速的增長而提高，從而使球體加速度逐漸減少，直至有效重量與阻力相平衡，顆粒以等速下沉，即。顆粒的沉降末速與顆粒的直徑、密度、形狀、以及混合物的濃度有關(guān)。簡述管道固液兩相流中，均勻懸浮漿體和均質(zhì)漿體的區(qū)別。均勻懸浮漿體與均質(zhì)漿體是有區(qū)別的，它屬于非均質(zhì)漿體。由于當(dāng)管中流速減小時，顆粒不再均勻分布，成了非均勻懸浮漿體。三、計(jì)算題1、一種圓球形顆粒，直徑ds=0.1mm，密度ρs=2.7x103kg/m3，在溫度t=20℃的水中自由沉降，求顆粒的沉降末速vt。若圓球形顆粒直徑為ds=0.7mm，顆粒的沉降末速vt又是多少？已知，20℃時，水的密度為ρ=1x103kg/m3，動力粘度為μ=1.005x10-3Pa.s；顆粒沉降末速的計(jì)算公式如下：2、已知，20℃的空氣-水混合物在內(nèi)徑為D=0.01m的水平管道中流動。水的質(zhì)量流量為qm=4kg/s，密度為ρ=1x103kg/m3；空氣的質(zhì)量流量為qmg=0.4kg/s，密度為ρg=1.205kg/m3。試根據(jù)下面的曼德漢（Mandhane）流型圖確定該兩相流的流型。（圖中，橫坐標(biāo)v0g表達(dá)空氣的折算速度；縱坐標(biāo)v0表達(dá)水的折算速度。）折算速度：v0g=qvg/A，v0l=qvl/A四、論述題1、請根據(jù)下圖分析不加熱水平管道內(nèi)出現(xiàn)的氣液兩相流流型及各自特點(diǎn)。（從上至下，液體流量一定、氣體流量逐漸增大。）泡狀流：大量小氣泡分散在持續(xù)的液體中，趨向管道上部。彈狀流：小氣泡聚成彈狀大氣泡，大氣泡之間尚有某些小氣泡，在管道上部間歇流動。分層流：氣泡增多增大，連成一片時，形成氣液分層流動。波狀流：分層流界面因氣流速度擾動呈波浪形。塊狀流：分界面波幅增大，上部氣體被波峰分割成塊狀大氣泡。環(huán)狀流：管道中部形成含霧滴的氣柱，與管壁間形成持續(xù)液膜。霧狀流：管壁中的液膜所有吹散。2、請根據(jù)下圖分析不加熱豎直管道內(nèi)出現(xiàn)的氣液兩相流流型及各自特點(diǎn)。（從左至右，液體流量一定、氣體流量逐漸增大。）（1）泡狀流：大量小氣泡分散在持續(xù)的液體中，管道中部氣泡較多。（2）彈狀流：氣泡含量增大，小氣泡聚成彈狀大氣泡。（3）塊狀流：彈狀大氣泡破裂成塊狀氣泡。（4）環(huán)狀流：管道中部形成含霧滴的氣柱，與管壁間形成持續(xù)液膜。（5）霧狀流：管壁中的液膜不復(fù)存在，管內(nèi)是彌漫著液滴的氣流。3、請根據(jù)下圖，論述顆粒群粒度分布曲線的意義；并闡明a、b和c三條曲線，哪一條曲線所屬的顆粒群最粗；最終，在圖中標(biāo)出c曲線所屬顆粒群的中值粒徑。（圖中，橫坐標(biāo)ds表達(dá)粒徑；縱坐標(biāo)P為不不小于等于某粒徑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。）顆粒物料一般具有不一樣粒徑的顆粒，為了確定粒度分布狀況，可以用篩分法按不一樣的粒徑范圍測出它們的質(zhì)量或顆粒數(shù)，以確定它們在總量中所占的份額，或稱頻率，并繪制成曲線，稱為粒度分布曲線。粒徑：a>b>c（看100%線）c中值粒徑：50%處4、由試驗(yàn)可知圓球顆粒所受阻力R與顆粒相對于流體的速度v、顆粒直徑ds、流體的密度ρ和流體的動力粘度μ有關(guān)，請運(yùn)用量綱分析原理推導(dǎo)圓球顆粒所受阻力R的一般計(jì)算公式。見課件025、根據(jù)下圖所示均勻球形顆粒床層的壓降Δp隨空床速度v的變化規(guī)律，闡明實(shí)際流態(tài)化過程區(qū)別于理想流態(tài)化過程的三個重要特點(diǎn)。實(shí)際起始流態(tài)化速度不小于理想起始流態(tài)化速度從固定床層到流態(tài)化床層的壓降大，從流態(tài)化床層返回固定床層的壓降小從床層流態(tài)化的起始點(diǎn)到氣力輸送的起始點(diǎn)，壓降略有增大6、根據(jù)下圖闡明流態(tài)化床層的四個重要特性。具有水平的上界面顆粒群能從容器側(cè)壁孔中流出顆粒群會從高床位流向低床位床層內(nèi)任意兩點(diǎn)的壓差等于這兩點(diǎn)間的靜壓差根據(jù)下圖簡述豎直管道內(nèi)氣體-固體顆粒兩相流會出現(xiàn)的四種流型及其特點(diǎn)。（從左至右，空管氣流速度v逐漸變小。）均勻流：顆粒群在氣流中翱翔跳躍、懸浮輸送，在管道所有截面均勻分布疏密流：顆粒群懸浮向上輸送，但在氣流中呈非均勻分布栓狀流：顆粒群開始噎塞管道，形成料栓，成為不穩(wěn)定的栓狀流柱狀流：諸料栓匯集成料柱，氣體像通過多孔介質(zhì)同樣流過料柱，推進(jìn)料柱向上輸送8、根據(jù)下圖簡述水平管道內(nèi)氣體-固體顆粒兩相流會出現(xiàn)的四種流型及其特點(diǎn)。（從上至下，空管氣流速度v逐漸變小。）均勻流：顆粒群在氣流中翱翔跳躍、懸浮輸送，在管道所有截面均勻分布疏密流：顆粒群在氣流中呈非均勻分布，大部分顆粒懸浮輸送，管底顆粒滾動跳躍向前推進(jìn)砂丘流：顆粒開始沉降，形成波紋狀的砂丘柱狀流：顆粒繼續(xù)沉降，直至把管道堵塞，氣體像通過多孔介質(zhì)同樣流過料柱，推進(jìn)料柱向前輸送根據(jù)下圖分析固液兩相管流的流區(qū)劃分及其特點(diǎn)。（從上至下，輸送速度v逐漸變小。）在高流速下，細(xì)的和中等顆粒完全懸浮，雖然在管軸線分布不一定均勻，不過均勻的。在合適流速下，若是紊流且沉降速度低，能到達(dá)均勻的濃度分布型，且在某些狀況下，靠近于速度分布型，稱為均勻懸浮流動模型。當(dāng)流速減少時，濃度分布變形，管下部有更多的大顆粒，使底部顆粒與管壁發(fā)生沖擊并彈回水流中，稱為非均勻懸浮流模型。某速度下，顆粒堆積管底，先呈個別沙丘型式，然后形成持續(xù)的移動床。床層頂部顆粒移動比下部更迅速。具有中等降速的顆粒在非均勻懸浮中，最低降速顆粒在均勻懸浮中，為移動床流動模型。流速深入減少，床層底部顆粒幾乎停止運(yùn)動，床層增厚，上層顆?；ハ喾瓭L，使底層移動，形成淤積，導(dǎo)致有效過流斷面減小，較小顆粒在床層上仍處在非均勻懸浮中，稱之為固定床帶有跳躍和非均勻懸浮流模型。繼續(xù)降速，流動阻力激增，壓力增大，直至管道發(fā)生堵塞。五、翻譯Socalled“phase”isexistingformformatter.Generally,therearethreephasessolid,liquidandgas.Mixedflowofanytwoormorephasesinfusiblemattercalledmultiphaseflow.Multiphaseflowiscommonphenomenoninnature,dailylifeandmanyproject.Suchascloud,fog,rainandsnowphenomenon;dirtinatmosphere,sandinriverbloodflowinorganism;engine,burninginboiler,generateelectricity,refrigerate,vaporizeindistil;flowincongealcycle,oil,mineandtransportationofnaturalgas，matterflowedinallkindsofstove,pagodainchemicalproduction;millruninminingindustry,removingdirti