[拼音]：liangxiangliu

[外文]：two phase flow

兩相物質(zhì)(至少一相為流體)所組成的流動系統(tǒng)。若流動系統(tǒng)中物質(zhì)的相態(tài)多于兩個，則稱為多相流，兩相或多相流是化工生產(chǎn)中為完成相際傳質(zhì)和反應(yīng)過程所涉及的最普遍的粘性流體流動。有相變時的傳熱、塔設(shè)備中的氣體吸收、液體精餾、液體萃取以及攪拌槽或鼓泡塔中的化學(xué)反應(yīng)過程等，都涉及兩相流。自然界和其他工程領(lǐng)域中兩相流也廣泛存在，例如：雨、雪、云、霧的飄流，生物體中的血液循環(huán)，水利工程中的泥沙運(yùn)動和高速摻氣水流，環(huán)境工程中煙塵對空氣的污染等。

類型

通常根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)的相態(tài)分為氣液系、液液系、液固系、氣固系等。氣相和液相可以以連續(xù)相形式出現(xiàn)，如氣體-液膜系統(tǒng)；也可以以離散的形式出現(xiàn)，如氣泡-液體系統(tǒng)，液滴-液體系統(tǒng)。固相通常以顆?；驁F(tuán)塊的形式處于兩相流中。

兩相流的流動形態(tài)有多種。除了同單相流動那樣區(qū)分為層流和湍流外，還可以依據(jù)兩相相對含量（常稱為相比）、相界面的分布特性、運(yùn)動速度、流場幾何條件（管內(nèi)、多孔板上、沿壁面等）劃分流動形態(tài)。對于管內(nèi)氣液系統(tǒng)，隨兩相速度的變化，可產(chǎn)生氣泡流、塞狀流、層狀流、波狀流、沖擊流、環(huán)狀流、霧狀流等形態(tài)（圖1、表1）；對于多孔板上氣液系可以產(chǎn)生自由分散的氣泡、蜂窩狀泡沫、活動泡沫、噴霧等形態(tài)(圖2、表2)。

兩相流的研究

兩相流研究的一個基本課題是判斷流動形態(tài)及其相互轉(zhuǎn)變。流動形態(tài)不同，則熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的機(jī)理和影響因素也不同。例如多孔板上氣液兩相處于鼓泡狀態(tài)時，正系統(tǒng)混合物（濃度增加時表面張力減低）的板效率(見級效率)高于負(fù)系統(tǒng)混合物（濃度增加時表面張力增加）；而噴射狀態(tài)下恰好相反。兩相流研究的另一個基本課題，是關(guān)于分散相在連續(xù)相中的運(yùn)動規(guī)律及其對傳遞和反應(yīng)過程的影響。當(dāng)分散相液滴或氣泡時，有很多特點(diǎn)。例如液滴和氣泡在運(yùn)動中會變形，在液滴或氣泡內(nèi)出現(xiàn)環(huán)流，界面上有波動，表面張力梯度會造成復(fù)雜的表面運(yùn)動等。這些都會影響傳質(zhì)通量，進(jìn)而影響設(shè)備的性能。兩相流研究的課題，還有兩相流系統(tǒng)的摩擦阻力，系統(tǒng)的振蕩和穩(wěn)定性等。

研究兩相流的方法

兩相流的理論分析比單相流困難得多，描述兩相流的通用微分方程組至今尚未建立。大量理論工作采用的是兩類簡化模型：

（1）均相模型。將兩相介質(zhì)看成是一種混合得非常均勻的混合物，假定處理單相流動的概念和方法仍然適用于兩相流，但須對它的物理性質(zhì)及傳遞性質(zhì)作合理的假定；

（2）分相模型。認(rèn)為單相流的概念和方法可分別用于兩相系統(tǒng)的各個相，同時考慮兩相之間的相互作用。兩種模型的應(yīng)用都還存在不少困難，但在計(jì)算技術(shù)發(fā)展的推動下頗有進(jìn)展。

兩相流的實(shí)驗(yàn)研究，是掌握兩相流規(guī)律的基本方法。目前廣泛應(yīng)用光學(xué)法（包括光吸收、散射、干涉、折射等），其他輻射吸收和散射法，示蹤法，以及電容和電導(dǎo)法等測定兩相流中的重要參數(shù)，如壓力、空隙率、平均膜厚、液滴直徑、運(yùn)動速度等。在某種意義上說，對兩相流規(guī)律更深入的了解，有賴于實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步。

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標(biāo)簽：兩相流

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