第七章1 孔口管嘴出流
孔口水头
收缩断面
2
孔口总水头
g
v H H 220
00α+
=一、孔口自由出流
()
g
v g v g v H c c c c c 2222
220ζ+α=ζ+α=能量方程：0
2gH v c ?=流速系数1
1≤ζ
+α=
?c
收缩断面
gH
A2
与自由出流基本相同。在孔口接一段长(3~4)d 的短管，水经过短管在出口断面满管流出（无收缩）第三节管嘴出流
9
一、圆柱形外管嘴恒定自由出流()
g
v g
v g v g v H H n
25.01 22222
2
20
00+≈ζ+α=α+
=02gH v n ?=82.05
.011
=+=
?=μn n 0
2gH A Q n μ=10
二、圆柱形外管嘴的真空
()g v v g v g v p c c c c 2222
22?+
α=α+γ
2022
112 12212H H A A g v v v p c
c c ???
?
????ε?=???????????=????????≈γ? = 0.82，ε = 0.64，
075.0H p c
v ≈????????γ→H 0的上限值
三、其他形式管嘴出流
()h
dh
h Ω
石油化工多相管流研究综述及应用
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/664949063.html, 石油化工多相管流研究综述及应用 作者：王祺来 来源：《当代化工》2016年第02期 摘要：多相管道流动广泛存在于石油化工行业中，但目前国内外研究学者对多相管流机理问题在实验和理论方面尚存在有不一致的结论和认识，文章对多相管流研究进行调研整理，阐述了多相管流发展历程及研究现况，介绍了近些年来的研究热点，最后概述多相管流在石油化工行业的应用，对学者研究石油化工多相流管流问题起到一定理论指导。 关键词：多相管流；石油化工；研究热点；应用 中图分类号：TE 832 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）02-0345-03 Review and Application of Multiphase Pipe Flow in Petrochemical Industry WANG Qi-lai （China University of Petroleum， Beijing 102249，China） Abstract： Multiphase pipe flow is widely used in petrochemical industry， but the researchers at home and abroad do not form a unified understanding of multiphase pipe flow mechanism in experiment and theory. In this article， correlational researches of multiphase pipe flow were investigated and systemized； the developing history， research progress of multiphase pipe flow were introduced， then the research highlights of multiphase pipe flow in recent years were presented. Finally， application of multiphase pipe flow in petrochemical industry was discussed. Key words： Multiphase pipe flow； Petrochemical industry； Research highlights；Application 多相管流是研究相异组份或者相异状态的物质共同存在于管流中的动力学及传热传质规律，广泛存在于石油化工、能源动力、低温制冷及航空航天等学科领域中。在石油化工中，常常需要处理不同组份或者不同相态物质的流动问题，这种体系通常被称作多相体系，相应的流动被称为多相流[1]。两相以上的流动广泛存在于石油化工中，如石油、天然气、水三相流 动，甚至油、气、水、沙四相同时流动。 随着工业科技的发展，多相管流的原理研究及其应用俨然是石油化工领域的重要研究课题。但时至目前，研究人员仍不能彻底掌握多相流的原理，对许多问题在实验和理论方面尚存在有不一致的结论和认识，所以也还不能提出精确描述多相流动特征的模型，多相流总体的理论体系框架还很不完善，高精度、适用范围宽、便于实际应用的多相流技术还有待逐步发展，数值计算方法也还有发展空间[2]。
多相流技术的发展现状
多相流技术的发展现状 物质一般可分为气体、液体和固体三种相态。气体和液体不能承受拉力和切力，没有一定的形状，具有流动性，因此统称为流体。在流体中如有固体颗粒存在，则当流体速度相当高时，这种固体颗粒就具有与一般流体相类似的性质而可看作拟流体。这样，在一定的条件下，就可以处理气体、液体、固体三种相态的流动问题。经典流体力学所处理的只是一种相态的均质流体，即气体或液体的流动问题。但是在许多工程问题以及自然界的流动中，必须处理许多不同相态的物质混合流动的问题。通常把这种流动体系称为多相体系，称相应的流动为多相流。最普通的多相流由两个相组成，称为二相流。不同相态物质的物性有很大的差别，通常根据物质的相态，把二相流分为气液二相流，气固二相流，液固二相流等。 气液二相流在核电站反应堆及蒸汽发生器、火力发电厂锅炉、汽轮机及凝汽器、炼油厂分馏塔中蒸发和凝结过程以及在化工、天然气液化、海水淡化及制冷系统中的蒸发器、重沸器、冷凝器等方面均有广泛的应用。在内燃机和燃油炉的液体燃料燃烧过程中也很重要。近20多年来随着原子能电站的建立、高温高压火电机组的出现以及大型石油化工企业的建设，气液二相流及其传热性能在设备设计与安全运行中显得越来越重要。气固二相流在煤粉燃烧、气力输送与分离、流化床燃烧及反应器、除尘器以及在最近发展的煤的液化和气化技术中十分重要。火箭发动机排气中固体微粒的运动以及地球物理和天体物理中的尘埃流动也都涉及固体微粒的流动。液固二相流在水利工程中泥沙的沉积、化学工程中流化床反应器、液体的渗流及泥浆流动等方面均很重要。总之，多相流是一门在许多工程领域中有广泛应用的重要学科，在最近20多年中得到了迅速的发展，国际学术活动也相应增加。 多相流体力学研究的根本出发点是建立多相流模型和基本方程组。在此基础上分析各相的压强、速度、温度、表观密度和体积分数、气泡或颗粒尺寸分布、相间相互作用（如气泡或颗粒的阻力与传热传质）、颗粒湍流扩散、流型、压力降（两相流通过管道时引起的压差）、截面含气率、流动稳定性、流动的临界态等。描述多相流体可用不同的模型。对各相尺寸均较大（与流动的几何尺寸相比）的体系，可对各相内部分别运用单相流体力学模型写出各自的基本方程组。若分散相的尺寸不太大，一般用体积平均概念，即认为各相占据同一空间并相互
流力实验实验十一孔口与管嘴出流实验
实验十一孔口与管嘴出流实验 一、实验目的 1.量测孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数局部阻力系数及圆柱形管嘴内的局部真空度。 2.分析圆柱形管嘴的进口形状（圆角和直角）对出流能力的影响及孔口与管嘴过流能力不同的原因。 二、实验装置
图二孔口、管嘴结构剖面图三、实验原理
在恒压水头下发生自由出流时孔口管嘴的有关公式为: 实验测得上游恒压水位及各孔口、管嘴的过流量，利用以上5个公式，从而得出不同形状断面的孔口、管嘴在恒压、自由出流状态下的各水力系数。 根据理论分析，直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度为 hv = Pv/ρg = 0.75H 本实验装置可实测出直角进口圆柱形外管嘴收缩断面处的真空度，打开直角进口管嘴射流，即可观测到，测管处水柱迅速降低，hv = 0.6 ~ 0.7H。。说明直角进口管嘴在进口处产生较大真空。但与经验值0.75H。相比，真空度偏小，其原因主要是有机玻璃材料的直角进口锐缘难以达到象金属材料那样的强度。 观察孔口及各管嘴出流水柱的流股形态： 打开各孔口管嘴，使其出流，观察各孔口及管嘴水流的流股形态，因各种孔口、管嘴的形状不同，过流阻力也不同，从而导致了各孔口管嘴出流的流股形态也不同：圆角管嘴出流水柱为光滑圆柱，直角管嘴为圆柱形麻花状扭变，圆锥管嘴为光滑圆柱，孔口则为具有侧收缩的光滑圆柱； 圆锥管嘴虽亦属直角进口，但因进口直径渐小，不易产生分离，其侧收缩断面面积接近出口面积（μ值以出口面积计），故侧收缩并不明显影响过流能力。另外，从流股形态看，横向脉动亦不明显，说明渐缩管对流态有稳定作用（工程或实验中，为了提高工作段水流的稳定性，往往在工作段前加一渐缩段，正是利用渐缩的这一水力特性）。能量损失小，因此其μ
孔口与管嘴出流实验
孔口与管嘴出流实验 一、实验目的要求 １．掌握孔口与管嘴出流的流速系数、流量系数、侧收缩系数、局部阻力系数的量测技能； ２．通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对出流能力的影响及相关水力要素对孔口出流能力的影响。 孔口管嘴实验装置简图 1. 自循环供水器 2. 实验台 3. 可控硅无级调速器 4. 恒压水箱 5. 溢流板 6. 稳水孔板 7. 孔口管嘴(1#喇叭进口管嘴2#直角进口管嘴3#锥形管嘴4#孔口) 8. 防溅旋板 9. 测量孔口射流收缩直径移动触头10. 上回水槽11. 标尺12. 测压管 二、实验原理
流量系数 收缩系数 流速系数 阻力系数 三、实验方法与步骤 １．记录实验常数，各孔口管嘴用橡皮塞塞紧。 ２．打开调速器开关，使恒压水箱充水，至溢流后，再打开1＃园角管嘴，待水面稳定后，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ ，测定流量Ｑ（要求重复测量三次，时间尽量长些，以求准确）， 1 测量完毕，先旋转水箱内的旋板，将1＃管嘴进口盖好，再塞紧橡皮塞。 及流量Ｑ，观察和量测直角３．依照上法，打开2＃管嘴，测记水箱水面高程标尺读数Ｈ 1 管嘴出流时的真空情况。 及Ｑ。 ４．依次打开3＃园锥形管嘴，测定Ｈ 1 及Ｑ，并按下述7(2)的方法测记孔口收缩５．打开4＃孔口，观察孔口出流现象，测定Ｈ 1 断面的直径（重复测量三次）。然后改变孔口出流的作用水头（可减少进口流量），观察孔口收缩断面直径随水头变化的情况。 ６．关闭调速器开关，清理实验桌面及场地。 ７．注意事项： （１）实验次序先管嘴后孔口，每次塞橡皮塞前，先用旋板将进口盖掉，以免水花溅开； （２）量测收缩断面直径，可用孔口两边的移动触头。首先松动螺丝，先移动一边触头将其与水股切向接触，并旋紧螺丝，再移动另一边触头，使之切向接触，并旋紧螺丝，再将旋板开关顺时针方向关上孔口，用卡尺测量触头间距，即为射流直径。实验时将旋板置于不工作的孔口（或管嘴）上，尽量减少旋板对工作孔口、管嘴的干扰； （３）进行以上实验时，注意观察各出流的流股形态，并作好记录。
多相管流理论与计算
《多相管流理论与计算》综合复习资料 一、判断题 1、油水混合物在井筒中的流动是两相流动。√ 2、流型图直观地表示了各种流型在管道中流动的外观特征。× 3、均相流动模型可较准确地计算泡状流的流动规律。√ 4、在其它条件相同的前提下，油井含水率越高，则井口产出液的温度越低。× 5、一般情况下，在垂直多相管流的压力损失中重位损失所占的比重最大。√ 6、忽略滑脱时，气液混合物的体积含气率等于空隙率。√ 7、分相流动模型可较准确地计算环状流的流动规律。√ 8、丹斯—若斯方法和哈格多恩—布朗方法都是分流动型态计算的方法。× 9、在计算环空气液流动时可采用当量直径来计算流速和摩擦系数。× 10、天然气在井筒中的流动是单相流动。√ 11、在其它条件相同的前提下，油井产量越高，则井口产出液的温度越高。√ 12、在泡流条件下，加速度损失所占比重较小，可以忽略不计。√ 13、垂直井筒气液流动中，泡状流的滑脱损失大于段塞流。√ 二、选择题（可能有多个答案） 1、水、水蒸气共同流动的体系是一个：（BC ） A）单相流体系B）两相流体系 C）单工质体系D）双工质体系 2、油气混合物在垂直井筒中流动可能出现的流动型态是：（ ABCDF ） A）泡状流B）弹状流 C）段塞流D）环状流 E）层状流F）雾状流 3、垂直向上气液两相段塞流中，描述准确的是：（ AC ） A）气液滑脱速度v s>0 B）气液滑脱速度v s<0 C）气液滑动比s>1 D）气液滑动比s<1 4、均相流动模型可准确地计算哪种流型的流动规律（ A ） A）泡状流B）段塞流 C）层状流D）环状流 5、在垂直向上气液两相流动中，滑脱损失最小的流动型态是：（ B ） A）泡状流B）雾状流 C）段塞流D）环状流 6、气液两相流的研究方法包括：（ABD ） A）经验方法B）半经验方法 C）数值计算方法D）理论分析方法 7、以下流型属于水平管道中油气混合物的流动型态的是：（ ABCDEF ） A）泡状流B）团状流 C）段塞流D）环状流 E）层状流F）雾状流 8、在垂直向上气液两相流中，流体的真实密度ρ与流动密度ρ’的关系为（A ） A）ρ > ρ’B）ρ = ρ’ C）ρ < ρ’ 9、分相流动模型可准确地计算哪种流型的流动规律（ CD ） A）泡状流B）段塞流
两相流、多相流
两相流的概念及类型两相物质(至少一相为流体)所组成的流动系统。若流动系统中物质的相态多于两个，则称为多相流，两相或多相流是化工生产中为完成相际传质和反应过程所涉及的最普遍的粘性流体流动。通常根据构成系统的相态分为气液系、液液系、液固系、气固系等。气相和液相可以以连续相形式出现，如气体-液膜系统；也可以以离散的形式出现,如气泡-液体系统，液滴-液体系统。固相通常以颗粒或团块的形式处于两相流中。 两相流的流动形态有多种。除了同单相流动那样区分为层流和湍流外，还可以依据两相相对含量（常称为相比）、相界面的分布特性、运动速度、流场几何条件（管内、多孔板上、沿壁面等）划分流动形态。对于管内气液系统，随两相速度的变化，可产生气泡流、塞状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流等形态；对于多孔板上气液系可以产生自由分散的气泡、蜂窝状泡沫、活动泡沫、喷雾等形态。 两相流研究的一个基本课题是判断流动形态及其相互转变。流动形态不同，则热量传递和质量传递的机理和影响因素也不同。例如多孔板上气液两相处于鼓泡状态时，正系统混合物（浓度增加时表面张力减低）的板效率(见级效率)高于负系统混合物（浓度增加时表面张力增加）；而喷射状态下恰好相反。两相流研究的另一个基本课题，是关于分散相在连续相中的运动规律及其对传递和反应过程的影响。当分散相液滴或气泡时，有很多特点。例如液滴和气泡在运动中会变形，在液滴或气泡内出现环流，界面
上有波动，表面张力梯度会造成复杂的表面运动等。这些都会影响传质通量，进而影响设备的性能。两相流研究的课题，还有两相流系统的摩擦阻力，系统的振荡和稳定性等。 两相流研究模型两相流的理论分析比单相流困难得多，描述两相流的通用微分方程组至今尚未建立。大量理论工作采用的是两类简化模型：①均相模型。将两相介质看成是一种混合得非常均匀的混合物，假定处理单相流动的概念和方法仍然适用于两相流，但须对它的物理性质及传递性质作合理的假定；②分相模型。认为单相流的概念和方法可分别用于两相系统的各个相，同时考虑两相之间的相互作用。两种模型的应用都还存在不少困难，但在计算技术发展的推动下颇有进展。 气体和液体混合物的两相流动体系。通常分为单成分两相流和双成分两相流。前者是具有相同化学成分的同质异态两相流，如水和蒸汽两相流；后者是具有不同化学成分的异质异态两相流，如水和空气两相流。气-液流动包括掺有气泡的液体流动和带有液滴的气体流动，如掺气水流和含雾滴的大气流动等。气-液流动因管道压力、流量、热负荷、流向、工质物性等的不同，可形成各种不同流型。竖管中最常见的流型（见图）有：细小气泡散布于液相中的气泡状流型；管中心为气弹、壁附近为连续液膜的气弹状流型；管中心为夹带细小液滴的气核和壁附近为连续液膜的环状流型；气相中含细小液滴和壁附近无连续液膜的雾状
计算井筒多相管流的Beggs-Brill方法
第四节计算井筒多相管流的Beggs-Brill方法 一、教学目的 了解Beggs-Brill方法计算压力时流态的划分方法以及压力计算方法。 二、教学重点、难点 教学重点： 1、Beggs-Brill压力降公式及流动型态的划分方法； 2、各种流动型态下持液率的计算方法。 教学难点： 1、持液率的计算方法。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关流态图形。 四、教学内容 本节主要介绍两个方面的问题： 1、基本方程. 2、Beggs-Brill方法的流型分布图及流型判别式. 3、持液率及混合物密度的确定. 4、阻力系数λ. (一)基本方程 Beggs-Brill方法是可用于水平、垂直和任意倾斜气液两相管流动计算的方法，是1973年，Beggs和Brill根据在长15m，直径1inch 和1.5inch聚炳烯管中，用空气和水进行实验的基础上提出的。
实验参数范围： 气体流量 0—0.098 m3/s ；液体流量 0—0.0019 m3/s ；持液率 0—0.87m3/m3； ①按三类流型建立流型分布图，并 在分离流与间歇流之间增加了过 渡区，处于过渡区的流动采用内 插法。
② 先按水平管流计算，然后采用校正系数校正成相应的倾斜管流。 ③ 既可用于水平管，也可用于垂直管和倾斜面的上坡与下坡流 动。 化，则： dZ dp p vv dZ dp sg ρ-=??? ??加速度 A Q v g sg /= (4)总压力梯度（Beggs-Brill 方法的基本方程）
[] {}p vv H H DA Gv g H H dZ dp sg L g L L L g L L /)1(12sin )]1([-+-+ -+=- ρρλθρρ （二）Beggs - Brill 方法的流型分布图及流型判别式 1、流型图： 该图以弗鲁德数N Fr 为纵坐标，入口体积含液率（无滑脱持液率）E l 为横坐标。 gD N Fr /2υ= )/(g l l l Q Q Q E += 该图为修正后的流型图（虚线），图中用四条线L 1、L 2、L 3、L 4分成四个流型区，在分离流与间歇流之间增加了过渡区。 分区线方程如下： L 1=316E l 0.302 L 2=92.52×10-5E l -2.4684 L 3=0.10E l -1.4516 L 4=0.5E l -6.733
孔口与管嘴出流实验
实验八孔口与管嘴出流实验 一、实验目的 1、掌握测定薄壁孔口与管嘴出流的断面收缩系数ε、流量系数μ、流速系数φ、 局部阻力系数ξ的测量方法； 2、观察各种典型孔口及管嘴自由出流的水力现象，并通过对不同管嘴与孔口的流量系数测量分析，了解进口形状对过流能力的影响，及相关水力要素对孔口出流能力的影响。 二、实验原理 在盛有液体的容器侧壁上开一小孔，液体质点在一定水头作用下，从各个方向流向孔口，并 以射流状态流出，由于水流惯性作用，在流经孔口后，断面发生收缩现象，在离孔口1/2直径的地方达到最小值，形成收缩断面。 若在孔口上装一段L=(3-4)d的短管，此时水流的出流现象便为典型的管嘴出流。当液流经过 管嘴时，在管嘴进口处，液流仍有收缩现象，使收缩断面的流速大于出口流速。因此管嘴收缩断面处的动水压强必小于大气压强，在管嘴内形成真空，其真空度约为h v=0.75H0，真空度的存在相当于提高了管嘴的作用水头。因此，管嘴的过水能力比相同尺寸和作用水头 的孔口大32%。 在恒定流条件下，应用能量方程可得孔口与管嘴自由出流方程： Q=φεA(2gH0)1/2 =μA(2gH0)1/2 流量系数μ=Q/[A(2gH0)1/2] 收缩系数ε=A c/A=d2c/d2 流速系数φ=V c/(2gH0)1/2=μ/ε=1/(1+ξ)1/2 阻力系数ξ=1/φ2-1 三、实验设备 图8-1 孔口与管嘴实验装置图 1、自循环供水器； 2、实验台； 3、可控硅无级调速器； 4、恒压水箱； 5、供水管； 6、回水管； 7、孔口管嘴： (A-A图内小字标号1#为喇叭进口管嘴，2#为直角进口管嘴，3#为锥形管嘴，4#为孔口)；8、防溅旋板； 9、测量孔口射流收缩直径的移动触头；10、回水槽；11、标尺；12、测压管。
多相流理论建模
多相流理论在石油化工领域的应用研究综述 摘要:多相管道流动广泛存在于石油化工行业中，但目前国内外研究学者对多相管流机理问题在实验和理论方面尚存在有不一致的结论和认识，通过阅读相关领域文献，本文对多相管流研究进行调研整理,阐述了多相管流发展历程及研究现况，介绍了近些年来的研究热点，最后概述多相管流在石油化工行业的应用。关键词：多相管道，石油化工，研究热点，应用。 1.引言 多相管流是研究相异组份或者相异状态的物质共同存在于管流中的动力学及传热传质规律，广泛存在于石油化工、能源动力、低温制冷及航空航天等学科领域中。在石油化工中,常常需要处理不同组份或者不同相态物质的流动问题,这种体系通常被称作多相体系,相应的流动被称为多相流[1]。两相以上的流动广泛存在于石油化工中,如石油、天然气、水三相流动,甚至油、气、水、沙四相同时流动。 随着工业科技的发展，多相管流的原理研究及其应用俨然是石油化工领域的重要研究课题。但时至目前，研究人员仍不能彻底掌握多相流的原理，对许多问题在实验和理论方面尚存在有不一致的结论和认识,所以也还不能提出精确描述多相流动特征的模型，多相流总体的理论体系框架还很不完善，高精度、适用范围宽、便于实际应用的多相流技术还有待逐步发展,数值计算方法也还有发展空间[2]。 2.多相管流研究历史和现状 2.1研究历史 1949年，Lockhart-Martineli[3]首次提出利用经验关系代数式来求解多相管流的流动特性参数,直到上个世纪80年代,多相管流的学者都在探讨较广泛的流动前提下,广泛得到实验数据和现场数据，并利用统计学等数学的方法,得出相应经验或者半经验的公式。其优势是计算简单,在实验范围内计算精度高，其缺陷是只适合在特定的条件下应用。 此后研究学者们几乎都将科研重心转到了机理研究上,探究多相管流的物理特性,建立相应数学物理模型,用数值方法简化并利用计算器得出其解。Barnea[4]提出的统一流动模型适用任意倾角下的流型判断,并指出各种流型之间变化的规律。Taitel[5]的段塞流动适用于任意倾角，根据质量守恒定理得出单元段塞内的平均持液率，根据动量定理得出液膜区长度和一个段塞单元长度,根据作用力定理得出通过段塞单元的压降。Alves[6]的统一环状流模型在任意倾角均适用,发现环状流和分层流流型有许多共同点,不同点是环状流的气芯在中，使气液相界面间摩阻系数计算方式不同。Gozllez[7]的统一泡状流数理模型能对泡状流中的液体持液率进行精确预测。统一流动模型的优势是其精度较高，可以得到流型的流动原理并且有更宽泛的适用性。 随着多相管流的研究深入，研究者逐渐从研究现象向原理研究发展，因为研究多相流机理才可以真正抓住流型及各种流型变换的本质。B.D.wood[8]等人对段塞流在下倾管中运动原理进行分析,发现下倾管为大倾角时，不会出现段塞流，而仅仅在下倾角较小时，由于长波出现导致流型不稳定才会出现段塞流。Taitel[9]等人对水平管、上倾管中产生段塞流的本质进行深入的分析研究,认为多相管路的扰动、管路倾斜角度的变化以及气液两相流量的变化等情况使管中出现Kelvin-Helmholtz小波的不稳定现象是水平管和上倾管中易出现段塞流的本质因
两相流、多相流讲课讲稿
两相流、多相流
两相流的概念及类型两相物质(至少一相为流体)所组成的流动系统。若流动系统中物质的相态多于两个，则称为多相流，两相或多相流是化工生产中为完成相际传质和反应过程所涉及的最普遍的粘性流体流动。通常根据构成系统的相态分为气液系、液液系、液固系、气固系等。气相和液相可以以连续相形式出现，如气体-液膜系统；也可以以离散的形式出现,如气泡-液体系统，液滴-液体系统。固相通常以颗粒或团块的形式处于两相流中。 两相流的流动形态有多种。除了同单相流动那样区分为层流和湍流外，还可以依据两相相对含量（常称为相比）、相界面的分布特性、运动速度、流场几何条件（管内、多孔板上、沿壁面等）划分流动形态。对于管内气液系统，随两相速度的变化，可产生气泡流、塞状流、层状流、波状流、冲击流、环状流、雾状流等形态；对于多孔板上气液系可以产生自由分散的气泡、蜂窝状泡沫、活动泡沫、喷雾等形态。 两相流研究的一个基本课题是判断流动形态及其相互转变。流动形态不同，则热量传递和质量传递的机理和影响因素也不同。例如多孔板上气液两相处于鼓泡状态时，正系统混合物（浓度增加时表面张力减低）的板效率(见级效率)高于负系统混合物（浓度增加时表面张力增加）；而喷射状态下恰好相反。两相流研究的另一个基本课题，是关于分散相在连续相中的运动规律及其对传递和反应过程的影响。当分散相液滴或气泡时，有很多特点。例如液滴和气泡在运动中会变形，在液滴或气泡内出现环
流，界面上有波动，表面张力梯度会造成复杂的表面运动等。这些都会影响传质通量，进而影响设备的性能。两相流研究的课题，还有两相流系统的摩擦阻力，系统的振荡和稳定性等。 两相流研究模型两相流的理论分析比单相流困难得多，描述两相流的通用微分方程组至今尚未建立。大量理论工作采用的是两类简化模型：①均相模型。将两相介质看成是一种混合得非常均匀的混合物，假定处理单相流动的概念和方法仍然适用于两相流，但须对它的物理性质及传递性质作合理的假定；②分相模型。认为单相流的概念和方法可分别用于两相系统的各个相，同时考虑两相之间的相互作用。两种模型的应用都还存在不少困难，但在计算技术发展的推动下颇有进展。 气体和液体混合物的两相流动体系。通常分为单成分两相流和双成分两相流。前者是具有相同化学成分的同质异态两相流，如水和蒸汽两相流；后者是具有不同化学成分的异质异态两相流，如水和空气两相流。气-液流动包括掺有气泡的液体流动和带有液滴的气体流动，如掺气水流和含雾滴的大气流动等。气-液流动因管道压力、流量、热负荷、流向、工质物性等的不同，可形成各种不同流型。竖管中最常见的流型（见图）有：细小气泡散布于液相中的气泡状流型；管中心为气弹、壁附近为连续液膜的气弹状流型；管中心为夹带细小液滴的气核和壁附近为连续液膜的环状流型；气相中含细小液滴和壁附近无连续液膜的雾状流
多相管流程序
附录2 Hagedorn-Brown方法求垂直管流压力的计算程序（VC）#include
基于BP 神经网络的多相管流模型优选及应用分析
基于BP神经网络的多相管流模型优选及应用分析1钟海全1，李颖川1,2，刘永辉1，李成见3，李伟3 1.西南石油大学，成都（610500 ） 2.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，西南石油大学，成都（610500） 3.中海石油（中国）有限公司北京研究中心，北京（100027） E-mail：jet_haier@https://www.wendangku.net/doc/664949063.html, 摘要：应用91井次的油气井测试数据对Ansari、Hagedorn&Brown Revised、Duns&Ros、Gray以及Beggs&Brill Revised模型进行了评价分析，结果表明：最适合的模型主要有Hagedorn&Brown Revised模型和Ansari模型，其最佳井数分别占50.5％和35.2％。为了对于特定的油井条件优选出最佳的计算模型，本文提出了利用神经网络优选多相管流模型的方法，建立了BP神经网络模型，给出了完整的学习算法程序框图，提出采用动量算法修改隐含层权值，采用基于指数平滑的方法修改输出层权值，从而有效地减少了抖动。应用油气井测试数据及管流模型评价结果，研究了神经网络输入层、输出层及隐含层神经元个数对预测准确率的影响，结果表明：合理的BP神经网络模型能很好的预测最佳管流模型，其预测准确率可高达100％。 关键词：BP神经网络；管流模型；BP算法；模型优选；误差 井筒多相流动压力梯度无论是在完井管柱设计，预测油气井产能，还是人工举升设计方面都是非常重要的，但由于多相流流型的多变性和流动机理的复杂性，要寻求适用于任何流动条件下的多相流压降计算方法是非常困难的。迄今已发展了许多经验相关式和机理模型[1～4]，但这些方法均具有一定的适用条件。理论上，应该通过测量确定多相流井筒压力分布，但通常测量成本较高或无法下入测量工具而无法获得。因此，只能根据油气井生产的实际条件优选多相流模型来预测井筒压力分布。为了对于特定的油井条件优选出最佳的管流计算模型，本文提出了一种优选多相管流计算模型的新方法，该方法应用了BP神经网络模型确定最佳管流模型，方法的流程如图1所示。 1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金项目“气举采油多相瞬态流实验与理论研究”(NO.20060615002)部分成果；四川省自然科学基金项目“深层有水气井球塞助喷气液球三相流动实验与理论研究”(NO. 2006ZD042)部分成果的资助。 - 1 -
流体力学孔口管嘴出流实验报告
《流体力学》实验报告 开课实验室: 2013年5月17日
三、使用仪器、材料 实验仪器：孔口与管嘴出流实验仪 仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。 流体介质：水、气，实验装置如图： T汞厦 1! ! ! ! 1 n b a ■ 四、实验步骤 1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z仁z2=19cm,z3=z4=12cm 。 2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H Q 3 、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。 4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。 五、实验过程原始记录（数据、图表、计算 1. 记录计算有关参数 圆角形管嘴d仁1.20cm，直角形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm ； 出口高程读数Z1=Z2=19cm，出口高程读数Z3=Z4=12cm， 孔口d4=1.20cm。 分类项目1圆角形管嘴2直角形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm 42.10 42.45 42.39 42.10 体积V/cm3 2880 2940 3166 3114 2946 3046 2832 2742 时间t/s 12.95 13.00 15.60 15.00 11.30 11.20 16.70 15.8C 流量Q/（cm3s）222.39 226.15 202.95 207.60 260.71 217.96 169.58 173.5 平均流量Q /（cmSs）224.27 205.28 266.34 171.56 作用水头H o/cm 23.10 23.45 30.39 30.10 面积A/ cm2 1.13 1.13 1.13 1.13 流量系数u 0.933 0.847 0.966 0.625
《多相管流理论与计算》第一阶段
1．第1题单选题不属于垂直气液两相管流的流动型态是：() A、泡状流 B、雾状流 C、波状流 D、环状流 标准答案：C 您的答案：C 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 2．第2题单选题处理油水混合物中水的影响时，当前的主要方法为：() A、按照油、水混合物的质量含水率进行加权处理 B、按照油、水混合物的体积含水率进行加权处理 C、将油、水混合物视为单一的油相 D、将油、水混合物视为单一的水相 标准答案：B 您的答案：B 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 3．第3题单选题以下不需要区分流动型态就可以进行压力梯度计算的方法是：() A、丹斯—若斯方法 B、哈格多恩—布朗方法 C、贝格斯－布里尔方法 D、奥齐斯泽斯基方法
标准答案：B 您的答案：B 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 4．第4题单选题 均相流动模型可准确地计算哪个流型的流动规律（） A、泡状流 B、段塞流 C、分层流 D、环状流 标准答案：A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 5．第5题单选题 可用来计算定向井井筒压力分布的计算方法是：（） A、丹斯?若斯方法 B、奥齐斯泽斯基方法 C、哈格多恩?布朗方法 D、贝格斯－布里尔方法 标准答案：D 您的答案：D 题目分数：2
此题得分：2.0 批注： 6．第6题单选题在垂直向上气液两相流动中，滑脱损失最小的流动型态是：() A、泡状流 B、雾状流 C、段塞流 D、环状流 标准答案：B 您的答案：B 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 7．第7题单选题可用来计算定向井井筒压力分布的计算方法是：() A、丹斯—若斯方法 B、奥齐斯泽斯基方法 C、哈格多恩—布朗方法 D、贝格斯－布里尔方法 标准答案：D 您的答案：D 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 8．第8题单选题倾斜气液两相管流中持液率与倾角间出现依存关系是因为：() A、重力和粘滞力的影响 B、重力和惯性力的影响
多相管流理论与计算第一阶段在线作业(自测)
1．第1题单选题 以下不需要区分流动型态就可以进行压力梯度计算的方法是： （） A、丹斯-若斯方法 B、哈格多恩-布朗方法 C、阿济兹-戈威尔-福格拉锡方法 D、奥齐斯泽斯基方法 标准答案：B 您的答案：B 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 2．第2题单选题处理油水混合物中水的影响时，当前的主要方法为：() A、按照油、水混合物的质量含水率进行加权处理 B、按照油、水混合物的体积含水率进行加权处理 C、将油、水混合物视为单一的油相 D、将油、水混合物视为单一的水相 标准答案：B 您的答案：B 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 3．第3题单选题倾斜气液两相管流中持液率与倾角间出现依存关系是因为：() A、重力和粘滞力的影响 B、重力和惯性力的影响 C、重力和表面张力的影响
D、表面张力和粘滞力的影响 标准答案：A 您的答案：A 题目分数：12 此题得分：12.0 批注： 4．第4题单选题在垂直向上气液两相流动中，滑脱损失最小的流动型态是：() A、泡状流 B、雾状流 C、段塞流 D、环状流 标准答案：B 5．第5题单选题 在垂直向上气液两相流中，一般情况下，β与φ的关系为 （） A、β > φ B、β = φ C、β < φ 标准答案：A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 6．第6题单选题 均相流动模型可准确地计算哪个流型的流动规律（） A、泡状流 B、段塞流
C、分层流 D、环状流 标准答案：A 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 7．第7题单选题 可用来计算定向井井筒压力分布的计算方法是：（） A、丹斯?若斯方法 B、奥齐斯泽斯基方法 C、哈格多恩?布朗方法 D、贝格斯－布里尔方法 标准答案：D 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 批注： 10．第10题单选题不属于垂直气液两相管流的流动型态是：() A、泡状流 B、雾状流 C、波状流 D、环状流 标准答案：C 您的答案：C 题目分数：12 此题得分：12.0 批注：
近期多相流基础理论研究综述
第35卷 第9期2001年9月 西 安 交 通 大 学 学 报 JOU RNAL OF XI AN JIAOTONG U NIVERSITY Vol.35 9 Sep.2001 文章编号:0253-987X(2001)09 0881 05 近期多相流基础理论研究综述 林宗虎,王 栋,王树众,林 益 (西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安) 摘要:近年来,国际上对多相流的研究兴趣在持续增长.为了进一步促进多相流研究工作的开展,对近6年来国内外在多相流基础理论方面的主要研究进行了综述.内容主要涉及到多相流流型、流型图、压力降、截面含气率、截面含液率、特种管件内的多相流、液汽、喷汽及数值计算等.附有参考文献50篇. 关键词:多相流;基础理论;流型 中图分类号:O359 文献标识码:A Recent Trend Towards Basic Theory of Multiphase Flow L in Zonghu,Wang Dong,Wang Shuz hong,Lin Yi (School of Energy an d Pow er Engineering,Xi an Jiaotong Universi ty,Xi an710049,China) Abstract:In order to promote the research work of multiphase flow,the research and application ten dency of multiphase flow theory in the world w ithin recent six y ears is review ed.T he rev iew ing con tents of the theory consist of multiphase flow pattern,flow pattern map,pressure drop,void fraction, hold up,multiphase flow in special tube elements,flooding,geysering and numerical calculation,etc. 50references are included. Keywords:multip hase f low;basic theory;f low patter n 近年来国际上对多相流的研究兴趣在持续增长,其原因在于多相流不仅在一系列现代工程中得到广泛应用而且对促进这些工程设备的发展和创新也起到了重要作用.涉及多相流的工程设备有新型的相变换热器、锅炉、蒸发器、凝结器、空间设备、制冷机、核反应堆、分离设备、过滤设备、流化床反应器、气力输送设备、液力输送设备、石油工程设备和多相流泵等. 每年发表的有关多相流方面的论文数以千计,因此要在一篇论文中对近期多相流研究工作进行全面综述,实非易事.本文拟对其中的一些有关多相流研究的新课题、具有实用意义的新项目以及能促进多相流学科发展的新研究内容进行扼要论述,以探明多相流的研究方向.文中所涉及的论文发表时间范围主要为1995年到2000年. 1 多相流流型和流型图 多相流流型和流型图对确定多相流的组分、分相流压力降和传热系数是十分重要的.此外,流型对 收稿日期:2001 04 10. 作者简介:林宗虎(1933~),男,教授,中国工程院院士. 基金项目:国家自然科学基金重大资助项目(59995460-5);国家重点基础研究发展规划资助项目(G1999022308).
井筒多相管流计算模型研究
井筒多相管流计算模型研究 多相流理论是贯穿石油生产全过程的基本理论，也是抽油井生产系统设计中涉及的主要理论之一。无论是动、静液面与流压、静压等间的换算，还是下泵深度的确定、液柱载荷的计算等，均是以井筒多相流理论为基础的。 1973年，Beggs 和Brill 基于由均相流动能量守恒方程式得出的压力梯度计算方法，它将气液两相管流的流型归并为分离流、间歇流和分散流，并在分离流与间歇流之间增加了过渡流，采用了内插法计算。 9.3.2.1 基本方程 在假设气液混合物既未对外作功，也未受外界功的条件下，单位质量气液混合物稳定流动的机械能量守恒方程为： dZ dv v dZ dE g dZ dp ρρ θρ++=-sin (9-14) 式中，p 为压力；ρ为气液混合物平均密度；g 为加速度；v 为混合物平均流速； dE 为单位质量的气液混合物的机械能量损失；Z 为流动方向管长；θ为管线与 水平方向的夹角。 上式右端三项表示了气液两相管流的压力降消耗于三个方面：位差、摩擦和加速度。 加速度摩擦位差??? ??+??? ??+??? ??=- dZ dP dZ dP dZ dP dZ dP (1) 位差压力梯度：消耗于混合物静水压头的压力梯度。 θρsin g dZ dp =? ?? ??位差 =[]θρρsin )1(g H H L g L L -+ 式中，L ρ为液相密度；g ρ为气相密度；L H 为持液率，在流动的气液混合物中液相的体积份数，小数。 (2) 摩擦压力梯度：克服管壁流动阻力消耗的压力梯度。 ρλD v dZ dp 22 =? ?? ??摩擦 v D A G 2/λ= 式中，λ为流动阻力系数；D 为管的内径；A 为管的流通截面积；G 为混合物的质量流量。 (3) 加速度压力梯度：由于动能变化而消耗的压力梯度。 dZ dv v dZ dp ρ=? ?? ??加速度 在忽略液体压缩性和考虑到气体质量流速变化远远小于气体密度变化，并应
新版流体力学孔口管嘴出流实验报告-新版.pdf
《流体力学》实验报告 开课实验室：2013年5 月17日学院城环学院年级、专业、班11环工2班姓名成绩 课程名称流体力学实验 实验项目 名称 孔口管嘴出流实验指导教师 教师 评语教师签名： 年月日 一、实验目的 1.理解射流与孔口出流的特点。 2.掌握管嘴出流的水力现象。 3.灵活应用静力学的基本知识，由测压管读数推求作用水头。 4.掌握孔口、管嘴出流的流量计算公式与流量系数的大小。 二、实验原理
三、使用仪器、材料 实验仪器：孔口与管嘴出流实验仪 仪器元件：自循环供水器、实验台、无级调速器、水箱、溢流板、稳水孔板、孔口、管嘴、挡水旋板、移动触头、上回水槽、标尺、测压管、接水盒、回水管等。 流体介质：水、气，实验装置如图： 四、实验步骤 1、记录参数d1=1.20cm,d2=1.20cm,d3=1.20cm,d4=1.20cm;z1=z2=19cm,z3=z4=12cm。 2、通电充水逐一打开1-4#孔口管嘴，待液面稳定后分别测记H、Q。 3、用游标卡尺测读孔口收缩断面处直径d。 4、关闭电源，将仪器恢复到实验前状态。
五、实验过程原始记录(数据、图表、计算 1.记录计算有关参数 圆角形管嘴d1=1.20cm，直角形嘴d2=1.20cm，圆锥形嘴d3=1.20cm； 出口高程读数Z1=Z2=19cm，出口高程读数Z3=Z4=12cm， 孔口d4=1.20cm。 2.实验记录与计算 分类项目1圆角形管嘴2直角形管嘴3圆锥形管嘴4孔口水面读数H1/cm 42.10 42.45 42.39 42.10 体积V/cm32880 2940 3166 3114 2946 3046 2832 2742 时间t/s 12.95 13.00 15.60 15.00 11.30 11.20 16.70 15.80 流量Q/（cm3/s）222.39 226.15 202.95 207.60 260.71 217.96 169.58 173.54 平均流量Q‘/（cm3/s）224.27 205.28 266.34 171.56 作用水头H o/cm 23.10 23.45 30.39 30.10 面积A/ cm2 1.13 1.13 1.13 1.13 流量系数u 0.933 0.847 0.966 0.625 测管读数H2/cm ／ 1.82 ／／ 真空度H v/cm ／17.18 ／／ 收缩直径d c/cm ／／／0.972 收缩断面A c/cm2／／／0.742 收缩系数 1.0 1.0 1.0 0.66 流速系数0.93 0.85 0.97 0.95 阻力系数0.16 0.38 0.06 0.11 流股形态光滑水柱、无收 缩不光滑、紊乱水 柱 光滑水柱扭变光滑水柱、 侧收缩
- 第五章：孔口、管嘴出流和有压管路
- 孔口自由出流孔口淹没出流管嘴出流简单回
- 流体力学 孔口管嘴出流与管路水力计算
- 流体力学(孔口管嘴出流与有压管流)
- 流体力学孔口管嘴出流与有压管流
- 孔口与管嘴出流实验
- 第七章孔口、管嘴出流和有压管流案例
- 第五章 有压管流与孔口、管嘴出流1
- 第五章孔口与管嘴出流
- 压力管路孔口和管嘴出流
- 流体力学 水力学 孔口和管嘴出流与有压管流ppt课件
- 孔口与管嘴出流实验
- 流体力学专题课程第七章孔口、管嘴出流与有压管流
- 孔口、管嘴出流及有压管流(水池泄空时间计算)
- 流体力学(孔口管嘴出流与有压管流)
- 有压管道中的定常流与孔口管嘴出流
- 流体力学孔口管嘴出流实验报告
- 流体力学孔口管嘴出流实验报告
- 孔口自由出流孔口淹没出流管嘴出流简单回
- 孔口与管嘴出流实验