垂直上升光管中气液两相摩擦因子分析

发布时间：2021-11-25 15:16

　　管内气液两相流动压降是水动力计算中的重要参数,选取不同摩擦因子会影响到计算结果的精度。为分析不同摩擦因子的适用性,该文讨论了5种常见的全液相两相摩擦因子计算方法,对关键参数选取进行了敏感性分析,并将5种方法的计算结果与文献中高压下汽水工质在垂直光管内的实验结果进行了比较。结果表明:管径对5种计算方法的影响有限;壁面粗糙度对Chisholm方法和Chisholm B系数方法的计算结果影响较大,这2种方法的结果均随着壁面粗糙度的增加而减小;工质压力的增加会导致压降的计算结果减小;质量流速对Chisholm方法和83国标方法的计算结果影响较大,并且质量流速增加,计算压降减小。计算结果与实验结果的比较表明:在中、低干度区域,Chisholm方法、Friedel方法和改进Friedel方法的计算结果与实验数据比较接近;在高干度区域,83国标方法的计算结果与实验数据更为接近。 

【文章来源】：清华大学学报(自然科学版). 2020,60(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

管径选取对经验关联式计算结果的影响

图2展示了壁面粗糙度对全液相两相摩擦因子计算结果的影响情况。 图中方形标记的曲线簇是Chisholm方法的计算结果, 圆形标记的曲线簇是Chisholm B系数方法的计算结果, 正三角标记的曲线簇是Friedel方法的计算结果, 倒三角标记的曲线簇是改进Friedel方法的计算结果, 五角星标记的曲线簇是83国标方法的计算结果。 每一曲线簇中, 实线代表壁面绝对粗糙度k=0.008 mm时的计算结果, 虚线代表壁面绝对粗糙度k=0.020 mm 时的计算结果, 点线代表壁面绝对粗糙度k=0.060 mm时的计算结果。从图2a可以看到, Chisholm方法和Chisholm B系数方法对壁面粗糙度的变化比较敏感。 总体而言, 随着壁面粗糙度的增加, 二者的计算结果减小, 但曲线的形状基本保持不变。 当壁面粗糙度由0.020 mm增大至0.060 mm时, Chisholm方法在干度等于0.2附近有一个比较明显的变化, 这是因为计算时从该点开始, 分气相由光滑管区域进入粗糙管区域导致的。 Friedel方法、 改进Friedel方法以及83国标方法在公式中均没有考虑壁面粗糙度的影响, 因此在计算范围内, 这3种方法的计算结果保持不变(图2b)。

2.3 压力对全液相两相摩擦因子的影响图3展示了压力对全液相两相摩擦因子计算结果的影响情况。 总体上看, 工质压力对计算结果的影响较大, 5种方法计算得到的两相摩擦因子都随着压力的增加而减小。 同一压力下, Chisholm方法和Chisholm B系数方法的计算结果比较接近, 二者在低干度区域计算得到的两相摩擦因子数值比另外3种方法计算得到的结果偏高。 Friedel方法和改进Friedel方法的计算结果基本完全重合, 二者在低干度区域计算得到的结果与83国标方法较为接近, 但在高干度区域计算得到的结果比其他3种方法偏大。 5种方法中, 83国标方法计算得到的结果始终较小。 随着压力的增加, 这5种方法的计算结果之间的差异逐渐减小。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低质量流率垂直管圈超临界煤粉锅炉的水动力特性分析[J]. 张大龙,吴玉新,张海,吕俊复,刘青.  中国电机工程学报. 2014(32)

博士论文
[1]超临界循环流化床锅炉水冷壁热负荷及水动力研究[D]. 吕俊复.清华大学 2005



本文编号：3518402