气液两相流理论分析模型及实验平台介绍

张威

摘要：介绍了气液两相流的理论分析模型，均相流模型、分相流模型、漂移流模型、双流体模型，各模型的特点及适用条件，为实验研究提供理论基础。并介绍了国家化工设备质量监督检验中心换热实验平台，为气液两相流实验研究提供支撑。

关键词：气液两相流；两相流模型；实验平台

伴随着管壳式换热器的普遍应用，两相流动及沸腾换热特性的研究越来越得到各国学者们的重视。两相流动及沸腾广泛存在于各个工业领域中，如工业锅炉设备中，水经过软化后通过电加热或者化石燃料燃烧加热沸腾，气化为水汽两相状态，过热的饱和蒸汽经过汽包，送至各类用户；产热电站及动力站也是通过各类热源的作用，使得原始介质发生相变产生两相或者多相介质直接或者间接作为动力及发电源动力；汽轮机、核反应堆堆芯、蒸汽发生器等等同样伴随着各类气液两相或者多相流动及沸腾换热现象。

一、气液两相流理论分析模型

（一）均相流模型

均相流模型是最简单的物理模型，结构示意图如图1。将气液两相流混合物看做是一种均匀介质，混合物的物性参数即两相介质各自参数的平均值。运用一般流体力学的研究方法，对气液混合物的平均流动特性进行确定和描述。该模型基于以下几项基础的假设：

1.气液两相的流速相等，故滑动比，滑差，流动密度都相等，把气液两相流体看作均匀流。

2.气液两相混合物处于热力学平衡状态。……