多相管流-第三章垂直气液两相管流计算1

中国石油大学(华东)现代远程教育采油工程“垂直管流实验”实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育 采油工程实验报告 学生姓名： 学号： 年级专业层次：14春专升本（网络春）学习中心：大港油田学习中心 提交时间：2015年4月25日

实验名称垂直管流实验 实验形式在线模拟+现场实践 提交形式提交电子版实验报告 一、实验目的 （1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； （2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； （3）了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：错误!未找到引用源。——重力压降；错误!未找到引用源。——摩擦压降；错误!未找到引用源。——加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。

三、实验设备及材料 仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等； 实验介质：空气，水。 设备的流程（如图1所示） 图 1 垂直管流实验设备流程图 四、实验步骤 1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的 液位（3/4液位）； 2.打开空气压缩机及供气阀门； 3.打开离心泵向系统供液； 4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超 过0.12MPa ； 5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通 阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为 0.8MPa； 6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液 阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型； 7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通 阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； 8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子 流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； 9.改变不同的气液流量，重复步骤7到8记录数据，一般取5组段塞流和5 组泡流数据点。 10. 打开气、液旁通阀，再关闭测试阀，关闭离心泵和空压机，清理实验装 置，实验结束。 注意事项

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

中国石油大学(垂直管流实验-)在线作业

中国石油大学（华东）现代远程教育采油工程实验报告 学生：志金 学号：12452380079 年级专业层次：1209油气开采技术 学习中心：志丹县职业技术教育中心

提交时间：2014 年 6 月 23 日 实验名称垂直管流实验 实验形式在线模拟+现场实践 提交形式提交电子版实验报告 一、实验目的 （1）观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； （2）验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； （3）了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：——重力压降；——摩擦压降；——加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。

五、实验报告处理过程和处理结果 1.简述垂直井筒中各种流型的特征； 答： （1）纯液流：当井筒压力大于饱和压力时，天然气溶解在原油中产液呈单相液流。 （2）泡流：气体是分散相；液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。 （3）段塞流：气体呈分散相，液体呈连续相；一段气一段液交替出现；气体膨胀能得到较好的利用；滑脱损失变小，摩擦损失变大。 （4）环流：气液两相都是连续相；气体举油作用主要是靠摩擦携带；滑脱损失变小，摩擦损失变大。 （5）雾流：气体是连续相，液体是分散相；气体以很高的速度携带液滴喷出井口；气、液之间的相对运动速度很小；气相是整个流动的控制因素。 2.用奥齐思泽斯基方法判断各实验数据点所属的流型并与实验观察到的现象相对比，至少列出一个实验点的判别过程。 原始数据记录表 序号 /wf P MPa /t P MPa /r P MPa ()//g Q L h /L Q L ∑ 流型 1 0.059 0.005 0.080 80 0.11 10 泡流 2 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 3 0.058 0.005 0.081 80 0.10 10 泡流 4 0.058 0.005 0.082 90 0.11 10 泡流 5 0.057 0.005 0.081 90 0.11 10 段塞流 6 0.034 0.003 0.083 440 0.23 10 段塞流 7 0.033 0.003 0.080 460 0.23 10 段塞流 8 0.033 0.003 0.080 480 0.24 10 段

物理实验报告

物理实验报告 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

学与气体动理论有关原理求得V=V 01+t/T 0 (1) 式中V 0—被测空气处于零摄氏度的声速 T 0—开尔文T 0=273.15K t —空气的摄氏度 2、驻波法测声速（波腹示踪法） 根据波动理论声速可表示为V=f. λ (2) 在声波频率f 已知的前提下，只要精确到测定空气中声波波长就可以确定声速V 0 .实验室常用的驻波法，即波腹示踪法测定声波波长。 【实验步骤和内容】 1、 测出室温t 用温度比较法，利用式（1）求声速 2、 波腹失踪法测波长 （1） 连接电路 （2） 调整游标卡尺，先使发射器端面与接收器端面靠近，调整信号发生 器、示波器，使示波器上出现正弦信号。 （3） 求找共振频率、调节信号发生器输出频率，使示波器屏上观察到的信 号放大,此时的频率就是共振频率f. （4） 测波腹位置：在共振频率条件下，将接受器向远离发射器方向缓慢移 动，示波器上依次出现信号振幅最大时，分别记下游标卡尺上的读数X 1、X 2、X 3、X 4……共12点。 【实验仪器】

带有两个压电换能器的大型游标卡尺，信号发生器，数字频率计，温度计，示波器。 【数据记录】 i X I (cm ) I+6 X i +6(c m) λi=1/3｜X I+6—X I ｜(cm) ΔλI =｜λI —λ｜(cm) 1 4.512 7 7.752 1.080 0.071 2 4.988 8 8.010 1.007 0.002 3 5.500 9 8.498 0.999 0.010 4 5.990 10 8.988 0.999 0.010 5 6.332 11 9.492 0.987 0.022 6 7.026 12 9.982 0.985 0.024 平均值 1.009 0.023 【数据处理】 1、 数据记录与计算 开始温度t=24.5。C 结束温度t ’=24.5。C 开始频率f 0=35.455KHZ 结束频率f 0‘=35.435KHZ 平均值f=(35.455+35.435)/2=35.445KHZ V=f*λ=357.64m/s 2、 温度比较法 V=V 01+t/T 0=331.451+(t+t ’)/2*273.15=345.99m/s 3、 计算声速相对不确定度

流体力学多相流自学作业

多相流及其应用 1.两相与多相流的定义与分类 在物理学中物质有固、液、气和等离子四态或四相。单相物质的流动称为单相流，两种混合均匀的气体或液体的流动也属于单相流。同时存在两种及两种以上相态的物质混合体的流动就是两相或多相流。在多相流动力学中，所谓的相不仅按物质的状态，而且按化学组成、尺寸和形状等来区分，即不同的化学组成、不同尺寸和不同形状的物质都可能归属不同的相。在两相流研究中，把物质分为连续介质和离散介质。气体和液体属于连续介质，也称连续相或流体相。固体颗粒、液滴和气泡属于离散介质，也称分散相或颗粒相。流体相和颗粒相组成的流动叫做两相流动。 自然界和工业过程中常见的两相及多相流主要有如下几种，其中以两相流最为普遍。(1) 气液两相流 气体和液体物质混合在一起共同流动称为气液两相流。它又可以分单组分工质如水—水蒸气的汽液两相流和双组分工质如空气—水气液两相流两类，前者汽、液两相都具有相同的化学成分，后者则是两相各具有不同的化学成分。单组分的汽液两相流在流动时根据压力和温度的变化会发生相变。双组分气液两相流则一般在流动中不会发生相变。 自然界中如下雨时的风雨交加，湖面和海面上带雾的上升气流、山区大气中的云遮雾罩。生活中沸腾的水壶中的循环，啤酒及汽水等夹带着气泡从瓶中注人杯子的流动等都属于气液两相流。现代工业设备中广泛应用着气液两相流与传热的原理和技术，如锅炉、核反应堆蒸汽发生器等汽化装置，石油、天然气的管道输送，大量传热传质与化学反应工程设备中的各种蒸发器、冷凝器、反应器、蒸馏塔、汽提塔，各式气液混合器、气液分离器和热交换器等，都广泛存在气液两相流与传热现象。 (2) 气固两相流 气体和固体颗粒混合在一起共同流动称为气固两相流。 空气中夹带灰粒与尘土、沙漠风沙、飞雪、冰雹，在动力、能源、冶金、建材、粮食加工和化工工业中广泛应用的气力输送、气流千燥、煤粉燃烧、石油的催化裂化、矿物的流态化焙烧、气力浮选、流态化等过程或技术，都是气固两相流的具体实例。 严格地说，固体颗粒没有流动性，不能作流体处理。但当流体中存在大量固体小粒子流

多相流模拟知识讲解

多相流模拟

多相流模拟介绍 自然界和工程问题中会遇到大量的多相流动。物质一般具有气态、液态和固态三相，但是多相流系统中相的概念具有更为广泛的意义。在多项流动中，所谓的“相”可以定义为具有相同类别的物质，该类物质在所处的流动中具有特定的惯性响应并与流场相互作用。比如说，相同材料的固体物质颗粒如果具有不同尺寸，就可以把它们看成不同的相，因为相同尺寸粒子的集合对流场有相似的动力学响应。本章大致介绍一下Fluent中的多相流建模。 多相流动模式 我们可以根据下面的原则对多相流分成四类： ?气-液或者液-液两相流： o气泡流动：连续流体中的气泡或者液泡。 o液滴流动：连续气体中的离散流体液滴。 o活塞流动：在连续流体中的大的气泡 o分层自由面流动：由明显的分界面隔开的非混合流体流动。 ?气-固两相流： o充满粒子的流动：连续气体流动中有离散的固体粒子。 o气动输运：流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。最典型的模式有沙子的流动，泥浆流，填充床，以及各向同性流。 o流化床：由一个盛有粒子的竖直圆筒构成，气体从一个分散器导入筒内。从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。改变气体的流量，就会有气泡不断的出 现并穿过整个容器，从而使得颗粒在床内得到充分混合。 ?液-固两相流

o泥浆流：流体中的颗粒输运。液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。在泥浆流中，Stokes数通常小于1。当Stokes数大于1时，流动成为 流化（fluidization）了的液-固流动。 o水力运输：在连续流体中密布着固体颗粒 o沉降运动：在有一定高度的成有液体的容器内，初始时刻均匀散布着颗粒物质。随后，流体将会分层，在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤积 层，在顶部出现了澄清层，里面没有颗粒物质，在中间则是沉降层，那里的粒 子仍然在沉降。在澄清层和沉降层中间，是一个清晰可辨的交界面。 三相流 (上面各种情况的组合) 多相系统的例子 ?气泡流例子：抽吸，通风，空气泵，气穴，蒸发，浮选，洗刷 ?液滴流例子：抽吸，喷雾，燃烧室，低温泵，干燥机，蒸发，气冷，刷洗 ?活塞流例子：管道或容器内有大尺度气泡的流动 ?分层自由面流动例子：分离器中的晃动，核反应装置中的沸腾和冷凝 ?粒子负载流动例子：旋风分离器，空气分类器，洗尘器，环境尘埃流动 ?风力输运例子：水泥、谷粒和金属粉末的输运 ?流化床例子：流化床反应器，循环流化床 ?泥浆流例子: 泥浆输运，矿物处理 ?水力输运例子：矿物处理，生物医学及物理化学中的流体系统 ?沉降例子：矿物处理 多相建模方法 计算流体力学的进展为深入了解多相流动提供了基础。目前有两种数值计算的方法处理多相流：欧拉－拉格朗日方法和欧拉－欧拉方法。 欧拉－拉格朗日方法

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/947565751.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]。

流体力学实验报告册_1

流体力学实验报告册 篇一：流体力学实验报告 流体力学实验组 班级化33姓名吴凡灿学号成绩 实验时间第6周周日同组成员芦琛琳、董晓锐 一、实验目的 1、观察塔板上气液两相流动状况，测量气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系；测定雾沫夹带量、漏液量与气速的关系； 2、研究板式塔负荷性能图的影响因素，作出筛孔塔板或斜孔塔板的负荷性能图；比较筛孔塔板与斜孔塔板的性能； 3、观察填料塔内气液两相流动状况，测定干填料及不同液体喷淋密度下填料层的阻力降与空塔气速的关系； 4、测定填料的液泛气速，并与文献介绍的液泛关联式比较； 5、测定一定压力下恒压过滤参数K、qe和te； 6、测定压缩性指数S和物料特性常数K。 二、实验原理 1．板式塔流体力学特性测定塔靠自下而上的气体和自上而下的液体逆流流动时相互接触达到传质目的，因此，塔板传质性能的好坏很大程度上取决于塔板上的流体力学状态。当液体流量一定，气体空塔速度从小到大变动时，可

以观察到几种正常的操作状态：鼓泡态、泡沫态和喷射态。当塔板在很低的气速下操作时，会出现漏液现象；在很高的气速下操作，又会产生过量液沫夹带；在气速和液相负荷均过大时还会产生液泛等几种不正常的操作状态。塔板的气液正常操作区通常以塔板的负荷性能图表示。负荷性能图以气体体积流量（m3/s）为纵坐标，液体体积流量（m3/s）为横坐标标绘而成，它由漏液线、液沫夹带线、液相负荷下限线、液相负荷上限线和液泛线五条线组成。当塔板的类型、结构尺寸以及待分离的物系确定后，负荷性能图可通过实验确定。传质效率高、处理量大、压力降低、操作弹性大以及结构简单、加工维修方便是评价塔板性能的主要指标。为了适应不同的要求，开发了多种新型塔板。本实验装置安装的塔板可以更换，有筛板、浮阀、斜孔塔板可供实验时选用，也可将自行构思设计的塔板安装在塔上进行研究。 筛板的流(本文来自：小草范文网:流体力学实验报告册)体力学模型如下： 1) 压降 ?p??pc??pl 式中，Δp—塔板总压降，Δpc—干板压降，Δpl—板上液层高度压降，其中 ?pc?0.051?vg( u02

采油工程实验报告

中国石油大学（华东）现代远程教育 实验报告 学生姓名：*** 学号：********** 年级专业层次：******** 学习中心：***** 提交时间：年月日

五、实验报告处理过程和处理结果 1.简述垂直井筒中各种流型的特征;答:油井中可能出现的流型自下而上依次为:纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。各种流型的特征如下: (1)纯油流:当井筒中的压力高于饱和压力时没有气体从油中分离出来油呈单相流动。 (2)泡流:井筒压力稍低于饱和压力时溶解气开始从油中分离出来气体都以小气泡分散在液相中。滑脱现象:混合流体流动过程中因流体间的密度差异而引起的小密度流体流速大于大密度流体流速的现象。泡流特点:气体是分散相液体是连续相;气体主要影响混合物密度对摩擦阻力影响不大;滑脱现象比较严重。 (3)段塞流:当混合物继续向上流动压力逐渐降低气体不断膨胀小气泡将合并成大气泡直到能够占据整个油管断面时井筒内将形成一段液一段气的结构。段塞流特点:气体呈分散相液体呈连续相;一段气一段液交替出气体膨胀能得到较好的利滑脱损失变小;摩擦损失变大。 (4)环流特点:在环流结构中气液两相都是连续的气体的举油作用主要是靠摩擦携带滑脱损失小摩擦损失更大。 (5)雾流特点:气体是连续相液体是分散相;气体以很高的速度携带液滴喷出井口;气、液之间的相对运动速度很小;气相是整个流动的控制因素。 （a）泡状流（b）段塞流（c）环状流（雾状流） 2.用奥齐思泽斯基方法判断各实验数据点所属的流型并与实验观察到的现象相对比，至少列出一个实验点的判别过程。 原始数据记录表 计算所需参数: 33,,1.29/kgmDmm,30hm,6.0 ,,1000/kgmvms,0.244/g Ls,,0.072/mNm 序号/ wf P MPa/ t P MPa/ r P MPa() // g Q L h/ L Q L ∑流型 1 0.065 0.017 0.090 450 0.80 9.81 段塞流 2 0.064 0.024 0.090 700 0.78 10.31 段塞流 3 0.049 0.006 0.092 500 0.20 10.3 4 段塞流 4 0.058 0.017 0.092 650 0.16 10.28 段塞流 5 0.042 0.012 0.092 800 0.21 10.28 段塞流 6 0.039 0.006 0.092 750 0.24 10.19 段塞流 7 0.059 0.027 0.092 850 0.13 10.31 段塞流 8 0.034 0.008 0.092 950 0.24 10.34 段塞流

第18章 多相流模拟

王巍雄——2003-6-19 18.多相流模拟介绍 自然界和工程问题中会遇到大量的多相流动。物质一般具有气态、液态和固态三相，但是多相流系统中相的概念具有更为广泛的意义。在多项流动中，所谓的“相”可以定义为具有相同类别的物质，该类物质在所处的流动中具有特定的惯性响应并与流场相互作用。比如说，相同材料的固体物质颗粒如果具有不同尺寸，就可以把它们看成不同的相，因为相同尺寸粒子的集合对流场有相似的动力学响应。本章大致介绍一下Fluent中的多相流建模。第19章和第20章将会详细介绍本章所提到的内容。第20章会介绍一下融化和固化方面的内容 ?18.1多相流动模式 ?18.2多相系统的例子 ?18.3多相建模方法 ?18.4多相流模型的选择 18.1多相流动模式 我们可以根据下面的原则对多相流分成四类： ?气-液或者液-液两相流： o气泡流动：连续流体中的气泡或者液泡。 o液滴流动：连续气体中的离散流体液滴。 o活塞流动:在连续流体中的大的气泡 o分层自由面流动：由明显的分界面隔开的非混合流体流动。 ?气-固两相流： o充满粒子的流动：连续气体流动中有离散的固体粒子。 o气动输运：流动模式依赖诸如固体载荷、雷诺数和粒子属性等因素。最典型的模式有沙子的流动，泥浆流，填充床，以及各向同性流。 o流化床：由一个盛有粒子的竖直圆筒构成，气体从一个分散器导入筒内。从床底不断充入的气体使得颗粒得以悬浮。改变气体的流量，就会有气泡不断 的出现并穿过整个容器，从而使得颗粒在床内得到充分混合。 ?液-固两相流 o泥浆流：流体中的颗粒输运。液-固两相流的基本特征不同于液体中固体颗粒的流动。在泥浆流中，Stokes数（见方程18.4-4）通常小于1。当Stokes 数大于1时，流动成为流化（fluidization）了的液-固流动。 o水力运输:在连续流体中密布着固体颗粒 o沉降运动:在有一定高度的成有液体的容器内，初始时刻均匀散布着颗粒物质。随后，流体将会分层，在容器底部因为颗粒的不断沉降并堆积形成了淤 积层，在顶部出现了澄清层，里面没有颗粒物质，在中间则是沉降层，那里 的粒子仍然在沉降。在澄清层和沉降层中间，是一个清晰可辨的交界面。 ?三相流(上面各种情况的组合)

工程流体力学实验报告(3代学生样版)

工程流体力学实验指导书与报告 毛根海编著 杭州源流科技有限公司 毛根海教授团队 2013年3月

目录 2-1 流体静力学综合型实验 (1) 2-2 恒定总流伯努利方程综合性实验 (8) 2-3文丘里综合型实验 (17) 2-4 雷诺实验 (23) 2-5 动量定律综合型实验 (27) 2-6 孔口出流与管嘴出流实验 (33) 2-7 局部水头损失实验 (38) 2-8 沿程水头损失实验 (43) 2-9毕托管测速与修正因数标定实验 (49) 2-10 达西渗流实验 (54) 2-11 平面上的静水总压力测量实验 (59)

2-1 流体静力学综合型实验 一、实验目的和要求 1.掌握用测压管测量流体静压强的技能； 2.验证不可压缩流体静力学基本方程； 3.测定油的密度； 4.通过对诸多流体静力学现象的实验观察分析，加深流体静力学基本概念理 解，提高解决静力学实际问题的能力。 二、实验装置 1．实验装置简图 实验装置及各部分名称如图1所示。 图.1 流体静力学综合型实验装置图 1. 测压管 2. 带标尺测压管 3. 连通管 4. 通气阀 5. 加压打气球 6. 真空测压管 7. 截止阀 8. U型测压管 9. 油柱10. 水柱11. 减压放水阀 说明：下述中的仪器部件编号均指实验装置图中的编号，如测管2即为图1中“2. 带标尺测压管”。后述各实验中述及的仪器部件编号也均指相应实验装置图中的编号。 2. 装置说明

(1) 流体测点静压强的测量方法之一——测压管 流体的流动要素有压强、水位、流速、流量等。压强的测量方法有机械式测量方法与电测法，测量的仪器有静态与动态之分。测量流体点压强的测压管属机械式静态测量仪器。测压管是一端连通于流体被测点，另一端开口于大气的透明管，适用于测量流体测点的静态低压范围的相对压强，测量精度为1mm 。测压管分直管型和“U ”型。直管型如图1中管2所示，其测点压强p gh ρ=，h 为测压管液面至测点的竖直高度。“U ”型如图中管1与管8所示。直管型测压管要求液体测点的绝对压强大于当地大气压，否则因气体流入测点而无法测压；“U ”型测压管可测量液体测点的负压，例如管1中当测压管液面低于测点时的情况；“U ”型测压管还可测量气体的点压强，如管8所示，一般“U ”型管中为单一液体（本装置因其它实验需要在管8中装有油和水两种液体），测点气压为p g h ρ=?，?h 为“U ”型测压管两液面的高度差，当管中接触大气的自由液面高于另一液面时?h 为 “+”，反之?h 为“-”。由于受毛细管影响，测压管内径应大于8~10 mm 。本装置采用毛细现象弱于玻璃管的透明有机玻璃管作为测压管，内径为8mm ，毛细高度仅为1mm 左右。 (2)恒定液位测量方法之一——连通管 测量液体的恒定水位的连通管属机械式静态测量仪器。连通管是一端连接于被测液体，另一端开口于被测液体表面空腔的透明管，如管3所示。对于敞口容器中的测压管也是测量液位的连通管。连通管中的液体直接显示了容器中的液位，用mm 刻度标尺即可测读水位值。本装置中连通管与各测压管同为等径透明有机玻璃管。液位测量精度为1mm 。 (3)所有测管液面标高均以带标尺测压管2的零点高程为基准； (4) 测点B 、C 、D 位置高程的标尺读数值分别以?B 、?C 、?D 表示，若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则?B 、?C 、?D 亦为z B 、z C 、z D ； (5) 本仪器中所有阀门旋柄均以顺管轴线为开。 3. 基本操作方法： (1)设置p 0 = 0条件。打开通气阀4，此时实验装置内压强p 0 = 0。 (2)设置p 0 > 0条件。关闭通气阀4、放水阀11，通过加压打气球5对装置打气，可对装置内部加压，形成正压； (3)设置p 0 < 0条件。关闭通气阀4、加压打气球5底部阀门，开启放水阀11

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

流体传动与控制实验报告

桂林电子科技大学 流体传动与控制实验报告实验名称节流调速性能试验 机电工程学院机械电子工程专业10001602班第实验小组作者学号 同作者 实验时间年月日辅导员意见： 辅导员成绩签名 一、实验目的： 1、分析比较采用节流阀的进油节流调速回路中，节流阀具有不同流通面积时的 速度负载特性； 2、分析比较采用节流阀的进、回、旁三种调速回路的速度负载特性； 3、分析比较节流阀、调速阀的速度性能。 4、通过亲自装拆，了解节流调速回路的组成及性能，绘制速度—负载特性曲线 并进行比较 5、通过该回路实验，加深理解Q=C a △P m关系，式中△p、m分别由什决定，如何保证Q=const。 二、实验要求 实验前预习实验指导书和液压与气动技术课程教材的相关内容； 实验中仔细观察、全面了解实验系统； 实验中对液压泵的性能参数进行测试，记录测试数据； 深入理解液压泵性能参数的物理意义； 实验后写出实验报告，分析数据并绘制液压泵性能特性曲线图。 三、实验内容： 1、分别测试采用节流阀的进、回、旁油路节流调速回路的速度负载特性；

2、测试采用调速阀的进油路节流调速回路的速度负载特性。 四、实验步骤： 1、按照实验回路的要求，取出所要用的液压元件，检查型号是否正确； 2、检查完毕，性能完好的液压元件安装在实验台面板合理位置。通过快换接头 和液压软管按回路要求连接； 3、根据计算机显示器界面中的电磁铁动作表输入框选择要求用鼠标“点接”电 器控制的逻辑连接，通为“ON”，短为“OFF”。 4、安装完毕，定出两只行程开关之间距离，拧松溢流阀（Ⅰ）（Ⅱ），启动 YBX-B25N,YB-A25C泵，调节溢流阀（Ⅰ）压力为3Mpa,溢流阀（Ⅱ）压力为0。5Mpa,调节单向调速阀或单向节流阀开口。 5、按电磁铁动作表输入框的选定、按动“启动”按钮，即可实现动作。在运行 中读出显示器界面图表中的显示单向调速阀或单向节流阀进出口和负载缸进口压力，和油缸的运行显示时间。 6、根据回路记录表调节溢流阀压力（即调节负载压力），记录相应时间和压力， 填入表中，绘制V——F曲线。 五、实验原理图：

移液管的校正实验报告1

分析化学： 移液管的使用和校准练习-------- 实 验 报 告 专业: 成员: 指导老师：

移液管的使用和校准练习 摘要：移液管在使用过程中，容量器皿的实际容量与标称容量并不完全一致。因此，在准确度要求较高的分析工作中，必须对容量器皿进行校准。本次实验学习和掌握移液管的使用以及校准方法，并了解容量器皿校准的意义。实验中借助电子天平差量法辅助校准。得出结论并分析。 关键词：热胀冷缩；标准温度；差量法；电子天平；绝对较准 一、实验前言 1.1 实验目的 1、初步掌握移液管的使用方法。 2、学习移液管的校准方法，并了解容量器皿的校准的意义，并在实验中应用。 3、练习并掌握移液管的正确度数方法。 4、练习并掌握电子天平的使用和读数。 1.2实验原理 容量器皿的实际容量随着使用的次数和时间长短将发生一定的变化。因此，对容量器皿的校准是非常重要的。由于玻璃具有热胀冷缩的特性，在不同温度下容量器皿的容积也有所不同。因此校准玻璃容量器皿时，必须规定一个公用的温度计，这一规定温度值称标准温度，国际上规定玻璃容量器皿的标准温度为20℃，即在校准时都将玻璃器皿的容积校准到20℃时的实际容积。容量器皿常应用的两种校准：相对较准和绝对较准。本实验采用绝对较准。 二、实验内容 1.1 仪器与试剂 移液管（25ml）1支；锥形瓶（150ml，具有玻璃磨口塞或橡皮塞）1只；普通温度计（0～50℃，公用）；分析天平，蒸馏水。 1.2 实验步骤 （1）清洗一只移液管及一个150ml锥形瓶。 （2）练习并掌握移液管的使用方法。

（3）练习并掌握移液管的正确读数方法。 （4）校准移液管1支（必须在基本掌握滴定操作和正确读数的基础上进行）。 （5）练习并掌握电子天平的正确使用及读数方法。 （6）借助电子天平并使用采用差量法校准移液管。 三、结果与讨论 3.1 不同温度下纯水的密度 水的密度随着温度的改变而改变，水最大相对密度时的温度：3.98℃。不同温度下纯水的密度值见表一。 表一不同温度下纯水的密度值 (空气密度为0.0012 g/ml，钠钙玻璃膨胀系数为2.6×10^(-6)/ ℃) 温度)/ ℃密度(g/ml) 温度/℃密度(g/ml) 10 11 12 13 14 15 16 0.9984 0.9983 0.9982 0.9981 0.9980 0.997 0.9978 17 18 19 20 21 22 23 0.9976 0.9975 0.9973 0.9972 0.9970 0.9968 0.9966 *摘录于：中华人民共和国计量器具检定规程《基本玻璃量器》，国家计量局，1980 。 3.2练习并掌握移液管的使用方法。 （1）使用前：使用移液管，首先要看一下移液管标记、准确度等级、刻度标线位置等。使用移液管前，应先用铬酸洗液润洗，以除去管内壁的油污。然后用自来水冲洗残留的洗液，再用蒸馏水洗净。洗净后的移液管内壁应不挂水珠。移取溶液前，应先用滤纸将移液管末端内外的水吸干，然后用欲移取的溶液涮洗管壁2至3次，以确保所移取溶液的浓度不变。

垂直管流实验

垂直管流实验 一、实验目的 1.观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法； 2.验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型； 3.了解自喷及气举采油的举升原理。 二、实验原理 在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。在水平井水平段，重力损失也可以忽略。所以，总压降的通式为： 式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。 在流动过程中，混合物密度和摩擦力随着气-液体积比、流速及混合物流型而变化。油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。 本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气、水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。 三、实验设备及材料 仪器与设备：自喷井模拟器，空气压缩机，离心泵，秒表等； 实验介质：空气，水。 设备的流程（如图1所示）

图 1 垂直管流实验设备流程图 四、实验步骤 1.检查自喷井模拟器的阀门开关状态，保证所有阀门都关闭，检查稳压罐的液位（3/4液位）； 2.打开空气压缩机及供气阀门； 3.打开离心泵向系统供液； 4.打开液路总阀，向稳压罐中供液，控制稳压罐减压阀，保证罐内压力不超过0.12MPa ； 5.待液面达到罐体3/4高度，关闭液路总阀，轻轻打开气路总阀和气路旁通阀，向实验管路供气，保证气路压力不大于0.5MPa ，稳压罐压力约为0.8MPa； 6.轻轻打开液路旁通阀，向系统供液，待液面上升至井口时，可以改变气液阀门的相对大小，观察井筒中出现的各种流型； 7.慢慢打开液路测试阀门和气路测试阀门，然后关闭气路旁通阀和液路旁通阀，调节到所需流型，待流型稳定后开始测量； 8.按下流量积算仪清零按钮，同时启动秒表计时，观察井底流压和气体浮子流量计的示数。当计时到10秒时，记录井底流压、气体流量、液体累计流量和所用时间； 9.改变不同的气液流量，重复步骤7到8记录数据，一般取5组段塞流和5组泡流数据点。 10.打开气、液旁通阀，再关闭测试阀，关闭离心泵和空压机，清理实验装置，实验结束。 五、注意事项

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