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第1章 气液两相流动的特性参数和流型1

1.1 气液两相流动概述1

1.1.1 火电中的气液两相流动与传热1

1.1.2 核电中的气液两相流动与传热2

1.1.3 太阳能热发电中的气液两相流动3

1.1.4 化学工程中的气液两相流动5

1.1.5 石油工程中的气液两相流动与传热6

1.2 两相流特性参数7

1.2.1 质量流量、质量流含气率与质量流速7

1.2.2 体积流量和体积流含气率10

1.2.3 速度、滑移比和截面含气率11

1.2.4 折算速度和滑移速度13

1.2.5 质量含气率14

1.2.6 密度14

1.2.7 扩散速度和漂移速度16

1.2.8 加权参数18

1.3 气液两相流的流动型式19

1.3.1 流型19

1.3.2 典型流型分析19

1.3.3 流型的分类22

1.3.4 流型的确定方法25

1.3.5 流型的实验与计算30

习题32

参考文献35

第2章 气液两相流动的基本模型及流动压降计算36

2.1 单相流动的基本方程式36

2.1.1 基于动量方程的压降梯度36

2.1.2 基于能量方程的压降梯度38

2.2 两相流体一维流动的基本方程38

2.2.1 均相模型39

2.2.2 分相模型43

2.3 分相模型的流动压降计算47

2.3.1 摩擦压降计算原理47

2.3.2 沿程摩阻系数的计算48

2.3.3 修正系数的计算49

2.3.4 流动总压降计算61

2.4 苏联及我国的水动力计算方法62

2.4.1 摩擦压降的计算方法62

2.4.2 加速压降及重位压降的计算方法63

2.5 两相流动的解析模型63

2.5.1 双流体模型63

2.5.2 混合模型68

2.5.3 扩散模型与漂移模型69

2.6 两相流体的局部阻力计算71

2.6.1 一般原理及计算方法71

2.6.2 局部阻力件研究的应用76

2.7 两相流的模化与准则特性方程80

2.7.1 气液两相流动与沸腾传热的模化准则81

2.7.2 气液两相流的准则方程84

习题86

参考文献88

第3章 两相流的截面含气率90

3.1 气液两相流截面含气率的确定方法91

3.1.1 均相模型法91

3.1.2 分相模型法92

3.2 典型的气液两相流截面含气率模型与方法96

3.2.1 Wallis漂移模型96

3.2.2 Bankoff变密度模型98

3.2.3 Zuber-Findlay漂移模型102

3.2.4 Collier的Lockhart-Martinelli模型105

3.2.5 Martinelli-Nelson模型108

3.3 过冷沸腾区域的截面含气率109

3.4 倾斜管和下降管的截面含气率110

3.4.1 倾斜管的截面含气率110

3.4.2 下降管的截面含气率112

3.5 两相流道内截面含气率的分布特点及测定方法114

3.6 环状流动的解析分析115

3.6.1 环状流流动分析115

3.6.2 摩擦压降与截面含气率的关系120

习题121

参考文献123

第4章 工质在并联管内流动时的水动力学125

4.1 热偏差和流量偏差125

4.2 水平蒸发管的水动力特性129

4.2.1 水动力特性129

4.2.2 水动力特性的多值性130

4.2.3 水动力特性多值性的理论分析133

4.3 垂直蒸发管的水动力特性137

4.3.1 一次上升／下降蒸发管的水动力特性138

4.3.2 一次上升／下降蒸发管的流动停滞与倒流139

4.3.3 两回程垂直蒸发管的水动力特性141

4.4 垂直蒸发管的流动故障144

4.4.1 垂直上升蒸发管的流动停滞和倒流144

4.4.2 停滞的校验145

4.4.3 倒流的校验149

4.5 分配联箱和汇集联箱的水动力学150

4.5.1 联箱的联接型式与压力特性151

4.5.2 各型联箱系统的流量偏差计算158

习题163

参考文献163

第5章 自然循环的水动力计算164

5.1 循环回路和循环倍率164

5.2 简单回路水动力计算的基本原理166

5.3 自然循环水动力计算方法167

5.3.1 自然循环水动力计算步骤167

5.3.2 水动力计算的有关重要参数168

5.3.3 循环特性曲线的绘制175

5.4 循环故障及受热管运行安全性校验180

习题181

参考文献182

第6章 自然循环的蒸汽净化及汽水分离183

6.1 排污及分段蒸发184

6.1.1 排污184

6.1.2 分段蒸发185

6.2 汽水分离188

6.2.1 汽水分离原理188

6.2.2 汽水分离设备190

6.3 蒸汽的清洗193

6.4 汽包汽水分离内件的选择及布置194

6.5 汽包内件的水动力195

6.5.1 旋风分离器的水动力196

6.5.2 汽水分离节流板的水动力201

6.5.3 清洗装置的水动力202

习题202

参考文献203

第7章 气液两相流动不稳定性概论204

7.1 蒸发管内流动不稳定性的类型204

7.2 密度波型流量脉动205

7.2.1 密度波型流量脉动现象205

7.2.2 密度波型流量脉动的实验研究208

7.2.3 密度波型流量脉动的理论分析216

7.3 压力降型脉动和热力型脉动223

7.4 声波型脉动226

习题226

参考文献226

第8章 容积沸腾228

8.1 沸腾传热的特点与沸腾曲线228

8.1.1 沸腾传热的机理228

8.1.2 沸腾曲线229

8.1.3 影响沸腾的因素分析231

8.2 容积沸腾传热特性234

8.2.1 容积泡态沸腾传热特性的Rohsenow关联234

8.2.2 容积泡态沸腾传热特性的Forster-Zuber关联和Forster-Greif关联237

8.2.3 容积泡态沸腾传热特性的Mikic-Rohsenow关联242

8.2.4 容积泡态沸腾传热特性的其他关联244

8.3 容积沸腾的传热恶化248

8.3.1 容积沸腾的临界热流密度248

8.3.2 过渡沸腾253

8.3.3 膜态沸腾255

8.4 容积沸腾中气泡运动的失稳现象264

8.4.1 Helmholtz失稳264

8.4.2 Taylor失稳现象265

习题267

参考文献268

第9章 流动沸腾传热的特点与过冷沸腾的起始270

9.1 管内流动沸腾过程270

9.1.1 强制流动垂直上升管的气液两相流动过程分析270

9.1.2 强制流动垂直上升管的气液两相流动的传热分析273

9.2 气泡产生的热力学基础276

9.2.1 等自由能定律276

9.2.2 气泡的热力学参数278

9.2.3 气泡的热力学条件281

9.3 气泡形成的热力学分析285

9.3.1 机械气泡的热力学参数285

9.3.2 气泡的过热度分析287

9.4 纯液体中气泡的形成过程289

9.4.1 纯液体的均相核化289

9.4.2 纯液体的异相核化291

9.4.3 空穴的有效核化297

9.5 过冷沸腾起始点301

9.5.1 过冷沸腾起始点的热力学状态分析302

9.5.2 过冷沸腾起始点的热力学描述303

9.5.3 过冷沸腾起始点的Hsu模型预测306

9.5.4 过冷沸腾起始点的Bowring-Rohsenow模型预测307

9.6 过冷沸腾起始点的实验测量308

习题309

参考文献311

第10章 过冷流动沸腾312

10.1 气泡动力学基础312

10.1.1 气核生长初期——等温条件下的气泡行为312

10.1.2 气泡生成过程——等压条件下的气泡行为314

10.1.3 气泡中期的气泡行为316

10.1.4 气泡的脱离316

10.2 流动过冷沸腾净蒸气产生点的确定319

10.2.1 Griffith统计模型320

10.2.2 Bowring经验模型321

10.2.3 Levy模型321

10.2.4 Saha-Zuber模型329

10.2.5 Thom经验模型331

10.2.6 FDB点的实验测定331

10.3 过冷沸腾的截面含气率332

10.3.1 ONB至FDB之间的高过冷区的截面含气率332

10.3.2 FDB之后的低过冷区的截面含气率338

10.3.3 过冷沸腾截面含气率的实验测定344

10.4 过冷沸腾传热344

10.4.1 ONB至FDB之间的高过冷区的传热特性345

10.4.2 FDB之后的低过冷区的传热特性346

习题346

参考文献349

第11章 饱和流动沸腾351

11.1 Chen饱和沸腾传热模型351

11.2 Shah饱和沸腾传热模型356

11.3 Gurngor-Winterton饱和沸腾传热模型357

11.4 Steiner-Taborek饱和沸腾传热模型358

11.5 Martinelli环状流强制对流蒸发传热分析360

11.6 环状流强制对流蒸发传热的解析分析362

11.6.1 不考虑膜中气泡和气芯中液滴的层流解363

11.6.2 不考虑膜中气泡和气芯中液滴的湍流解368

11.7 我国锅炉机组水力计算标准方法的沸腾传热系数计算370

习题371

参考文献372

第12章 流动沸腾传热恶化373

12.1 流动沸腾传热恶化现象373

12.1.1 沸腾传热恶化的发生类型及机理373

12.1.2 流动沸腾传热恶化特点分析376

12.2 传热恶化的影响因素分析379

12.2.1 L、D、p不变条件下G和△isub，in对qcr的影响381

12.2.2 L、D、p不变条件下G对qcr与xcr关系的影响382

12.2.3 D、p、G不变条件下xcr与LTP的关系383

12.2.4 G、L、p不变条件下D对qcr与xcr关系的影响388

1 2.2.5 各变量对传热恶化的作用分析388

12.2.6 两类传热恶化的关系390

12.3 沸腾传热恶化的预测方法391

12.3.1 局部参数模型392

12.3.2 数据整理模型398

12.3.3 数字骨架400

12.3.4 低压低流速条件下的临界热流密度404

12.4 不均匀受热管和水平管沸腾的传热恶化405

12.4.1 水平管的传热恶化405

12.4.2 不均匀受热管子的传热恶化405

12.5 传热恶化区的传热计算413

12.5.1 液滴夹带413

12.5.2 缺液区的传热414

12.5.3 传热恶化时的传热计算416

12.6 对沸腾传热恶化的防护措施421

12.6.1 保证一定的质量流速422

12.6.2 使流体在管内产生旋转和扰动边界层422

12.6.3 降低受热面热流密度425

习题425

参考文献428

第13章 超临界压力下的传热431

13.1 超临界压力下大比热容区工质的物理特性431

13.2 超临界压力下大比热容区工质物性对传热的影响434

13.3 超临界压力下工质的传热计算435

13.3.1 超临界水管内传热研究概述435

13.3.2 超临界水管内传热理论分析436

13.3.3 超临界水管内传热关联式440

13.3.4 超临界水管内传热的工程计算446

13.4 超临界压力下大比热容区的传热恶化447

13.4.1 超临界压力下传热恶化现象447

13.4.2 超临界压力下传热恶化机理448

13.4.3 超临界压力下传热恶化的判据450

习题454

参考文献454