反应堆热工水力学10.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,两相流,*,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,3/4/2026,2,两相流,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。,3/4/2026,3,两相流,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,V,k,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？,3/4/2026,4,两相流,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,3/4/2026,5,两相流,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,3/4/2026,6,两相流,6.1.2,体积平均量,空泡份额,空间平均,时间平均,时空平均,3/4/2026,7,两相流,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？,3/4/2026,8,两相流,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,3/4/2026,9,两相流,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,。,3/4/2026,10,两相流,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,3/4/2026,11,两相流,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,3/4/2026,12,两相流,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,3/4/2026,13,两相流,流动质量含汽率,蒸汽质量流量占总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,3/4/2026,14,两相流,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,3/4/2026,15,两相流,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,3/4/2026,16,两相流,流动体积含汽率,蒸汽体积流量占总体积流量的比率,3/4/2026,17,两相流,6.1.3,面积平均量,滑速比,汽相与液相的速度比，定义,i,方向的滑速比为,在汽相与液相分别均匀分布的情况下，有,3/4/2026,18,两相流,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,3/4/2026,19,两相流,3/4/2026,20,两相流,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,3/4/2026,21,两相流,6.2,两相流输运方程,2.,动量方程,3/4/2026,22,两相流,6.2,两相流输运方程,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。,3/4/2026,23,两相流,6.2,两相流输运方程,三维分离流,质量方程,3/4/2026,24,两相流,6.2,两相流输运方程,三维分离流,动量方程,3/4/2026,25,两相流,6.2,两相流输运方程,三维分离流,能量方程,3/4/2026,26,两相流,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,3/4/2026,27,两相流,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,0.15,，质量流量为,17.5kg/s,，面积为,0.012m,2,，滑速比为,1.5,，计算,3/4/2026,28,两相流,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/m,2,s,，出口的平衡态含汽率为,0.0693,，,D=10mm,。计算出口处的,3/4/2026,29,两相流,