1、1提 示積極主動復習總結適當默寫公式迎接期末考試2第十三章 兩相相流體力學 n所謂“相”，就是通常所說的物質的態通常所說的物質的態。每種物質每種物質在不同的溫度下不同的溫度下可以有三種不三種不同的物理狀態同的物理狀態，這也就是說任何物質都任何物質都有三相有三相，即固相、液相和氣相。 n在工程實際中，常常會遇到不同相不同相的物物質質的混合流動混合流動，例如，鍋爐里汽水混合汽水混合物的流動物的流動、粉粒體粉粒體的氣力輸送氣力輸送、液體的液體的霧化霧化、固體的流化態固體的流化態和沉積沉積等。n多相流動多相流動中最簡單最簡單的是兩相流動兩相流動。3兩相流兩相流的特點特點：（1）兩相流動有多種不同的流型

2、多種不同的流型；（2）兩相界面界面上有相間作用力有相間作用力；（3）兩相間有相對滑動相間有相對滑動，除各相的內摩各相的內摩擦擦引起機械損失機械損失外，還伴隨著由于相間的由于相間的相互碰撞相互碰撞等而引起的附加的機械能損失附加的機械能損失；（4）兩相間有傳熱和傳質相間有傳熱和傳質。第十三章 兩相流體力學 4第十三章 兩相流體力學 本章主要闡述氣固氣固和氣（汽）液氣（汽）液在管內管內的流動。內容如下：13.1 顆粒顆粒的特性13.2 氣固兩相氣固兩相流動的基本概念基本概念13.3 氣力輸送基本原理13.4 流化床的流體力學原理13.5* 氣(汽)液兩相混合物的管內流動513.1 顆粒的特性 一、自

3、由懸浮自由懸浮速度速度二、非球形非球形顆粒顆粒的修正修正、粒徑粒徑和粒度分布粒度分布三、顆粒的密度顆粒的密度和空隙率空隙率第十三章 兩相流體力學 613.1 顆粒的特性 一、自由懸浮速度1.自由沉降自由沉降速度 物體物體在流體流體中的受力受力：重力W，浮力FB，繞流阻力繞流阻力FD ；無限靜止無限靜止流體流體中，物體自由下落自由下落，速度速度逐漸增大增大，FD也逐漸增大，最后速度最后速度達第十三章 兩相流體力學 到最大值最大值vf，使FDFBW，物體以以vf做等速做等速沉降沉降，vf稱為自由沉降速度稱為自由沉降速度，又稱沉降終速沉降終速。(a) 自由沉降自由沉降物體7 設流體流體向上運動向上運

4、動，速度為v，1) vvf：物體下降物體下降，FDFBvf：物體上升物體上升，FDFBW3) v=vf：物體既不上升也不下既不上升也不下降降， FDFB=W 。此時此時的流體流體速度速度稱為該物體該物體的自由懸浮速自由懸浮速度度，與自由沉降速度自由沉降速度數值相等數值相等。2.自由懸浮自由懸浮速度第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 (b)自由懸浮物體83.vf 的計算的計算 以球形固體顆粒為研究對象，其密度p，粒徑dp，流體密度，由 DB22DDfp3Bp3pp1241616FFWFCvdFdgWdg第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 （13-1）9得到ppfD43gdvC

5、第十三章 兩相流體力學 1）摩擦阻力區摩擦阻力區（Re1）D24ReCp2fp18gvd 因CD= f (Re)，vf 的計算通常采用分流動分流動區域區域的方法方法13.1 顆粒的特性 （13-2）（13-4）1013/ReDC 23pfp0.5439gvd2）過渡區過渡區（1Re103） 在10Re103時，3）壓差阻力區壓差阻力區（103Re2105），CD=0.44pfp3.03vgd第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 （13-5）（13-6）11例13-1 一豎井式磨煤機豎井式磨煤機中，空氣流速v2m/s，運動黏度20106m2/s，密度為1.0kg/m3，煤的密度p1000

6、kg/m3，試求此氣流氣流能帶出煤粉顆粒能帶出煤粉顆粒的最大粒徑最大粒徑d為為多少? 23ppf40.54(mm)39gdv解：假設Re10103進行試算第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 12fpRe54v d校核Re 在原假定范圍內，計算成立。# #第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 13二、非球形顆粒的修正、粒徑和粒度分布二、非球形顆粒的修正、粒徑和粒度分布1. 球形度球形度：表示顆粒接近球形的程度顆粒接近球形的程度sspAAAs與顆粒與顆粒體積相等體積相等的球球的表面積的表面積；Ap顆粒顆粒的實際實際表面積表面積； 計算不同球形度顆粒不同球形度顆粒的vf可利用相關的

7、圖表。如可根據可根據 s和無因次參數無因次參數CDRe，可可得到得到CDRe2，從而得到從而得到vf，見下圖。第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 （13-7）14第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 圖13-2152. 粒徑和粒度分布粒度分布1）粒徑粒徑直接測定直接測定當量直徑法當量直徑法（dp5mm）非球形顆粒非球形顆粒的特性尺寸特性尺寸規定為具有相同體具有相同體積積的球體直徑dp13pp6Vd第十三章 兩相流體力學 13.1 顆粒的特性 （13-10）16 間接測定間接測定有效直徑法有效直徑法（dp 0.04mm） 首先測出自由沉降速度vf，再根據vf表達式求出相應的球體

8、直徑（有效直徑或稱斯或稱斯托克斯直徑托克斯直徑）。篩選法篩選法（0.04mm dp 1，vp不受流場變化的影響不受流場變化的影響稱為凍結流凍結流 vp接近于va稱為平衡流稱為平衡流St01，第十三章 兩相流體力學 13.2 氣固兩相流動的基本概念30一、顆粒受力分析顆粒受力分析二、流型流型三、氣力輸送直管氣力輸送直管的壓強損失壓強損失四、氣力輸送管內氣力輸送管內局部壓強損失局部壓強損失第十三章 兩相流體力學 13.3 氣力輸送基本原理31一、流化現象流化現象二、固定床的床層阻力床層阻力三、臨界流化速度臨界流化速度和流化床壓降流化床壓降第十三章 兩相流體力學 13.4 流化床的流體力學原理32第十三章 兩相流體力學 13.5* 氣(汽)液兩相混合物的管內流動一、基本參數基本參數二、管內流動的流型流型三、一維穩定兩相一維穩定兩相流動的基本方程基本方程33第十三章 兩相流體力學 本章小結 兩相流體力學簡介簡介：13.1 顆粒的特性顆粒的特性13.2 氣固兩相流動的基本概念13.3 氣力輸送基本原理13.4