多相流体力学理论及其应用PDF电子书下载

第1章　绪论 1

1.1　多相流体定义及其分类 1

1.1.1　多相流体的定义 1

1.1.2　多相流体的分类 2

1.2　多相流体力学的发展及其工程应用 3

1.2.1　多相流体力学的发展历程 3

1.2.2　多相流体力学在现代化工程中的应用 6

1.3　多相流体力学基础理论的国内外研究现状与进展 9

1.3.1　油气水三相流动 9

1.3.2　气液两相流动 13

1.3.3　油水两相流动 15

1.3.4　气液两相流流型智能识别 19

1.3.5 高压汽液两相流动不稳定 21

1.3.6　液固两相流浆体水击 24

1.3.7　气液两相绕流特性 26

1.4　多相流体力学研究展望 29

参考文献 31

第2章　管内油气水三相流动的基本参数和基本方程 39

2.1　管内油气水三相流动的基本参数 39

2.2　管内油气水三相流动的基本方程 44

2.2.1　连续性方程 45

2.2.2　动量方程 45

2.3　双流体模型中液相物性参数的计算方法 46

参考文献 47

第3章　油气水三相流动特性研究 48

3.1　水平管内油气水三相流流型特性研究 48

3.1.1　概述 48

3.1.2　流型的识别方法 49

3.1.3　流型图 51

3.1.4　小结 52

3.2　水平管内油气水三相间歇流—环状流转换的研究 53

3.2.1　理论模型 53

3.2.2　实验结果 55

3.2.3　小结 56

3.3　水平管内油气水三相泡状流—弹状流转换的研究 56

3.3.1　理论模型 56

3.3.2　实验结果 57

3.3.3　小结 59

3.4　水平管内油气水三相流动摩擦阻力压降特性研究 59

3.4.1　理论模型及分析 59

3.4.2　泡状流摩擦阻力降 60

3.4.3　环状流摩擦阻力压力降 62

3.4.4　小结 64

3.5　水平管内油气水三相环状流截面含气率的研究 64

3.5.1　理论模型 64

3.5.2　实验结果及讨论 65

3.5.3　小结 67

3.6　水平管内油气水三相分层流截面含气率的研究 67

3.6.1　理论模型 67

3.6.2　实验结果 69

3.6.3　小结 70

3.7　倾斜下降管内油气水三相流型及其转变特性研究 70

3.7.1　用时域压差波动信号区分流型 70

3.7.2　用压差波动的频域信号鉴别流型 72

3.7.3　流型图 75

3.7.4　流型转换界限 82

3.7.5　小结 83

3.8　倾斜下降管内油气水三相流截面含气率的计算 83

3.8.1　泡状流截面含气率的计算 83

3.8.2　分层流截面含气率的计算 84

3.8.3　环状流截面含气率的计算 88

3.8.4　小结 90

3.9　倾斜下降管内油气水三相流的摩擦阻力压降特性的研究 91

3.9.1　泡状流摩擦阻力压降 91

3.9.2　间歇流摩擦阻力压降 93

3.9.3　环状流摩擦阻力压降 94

3.9.4　小结 95

参考文献 95

第4章　气液两相流动特性研究 98

4.1　水平管中气液两相流的流动特性研究 98

4.1.1　水-空气双组分两相流流型图的绘制 98

4.1.2　流型转换边界的研究 99

4.1.3　环状流型下两相摩阻压降梯度计算方法的研究 99

4.1.4　小结 100

4.2　倾斜下降管内气液两相流动特性研究 100

4.2.1　两相流流型测量 101

4.2.2　两相流流型及其转变特性 103

4.2.3　两相流摩擦阻力特性 104

4.2.4　小结 108

4.3　螺旋管内气液两相流型及其转变特性研究 108

4.3.1　两相流流型测量 109

4.3.2　两相流流型图及分析 111

4.3.3　流型转换的理论分析和转换准则关系式 113

4.3.4　小结 114

4.4　螺旋管内气液两相流截面含气率试验研究和理论模型 115

4.4.1　截面含气率的试验结果及分析 115

4.4.2　截面含气率的理论模型 117

4.4.3　小结 118

4.5　螺旋管内气液两相摩擦阻力特性研究 119

4.5.1　螺旋管内气液两相摩擦阻力试验结果及分析 119

4.5.2　分流型计算气液两相摩阻压降 121

4.5.3　小结 124

参考文献 124

第5章　水平管内油水两相流动特性研究 126

5.1　流型及其转变特性 126

5.1.1　概述 126

5.1.2　流型的识别 126

5.1.3　流型图及流型转变分析 128

5.1.4　各流型的转变界限 131

5.2　摩擦阻力压降分析 138

5.2.1　概述 138

5.2.2　各流型下的摩擦阻力压降计算 139

5.2.3　钢管和有机玻璃管内摩擦阻力压降的比较 149

5.3　小结 151

参考文献 152

第6章　气液两相流流型智能识别方法的研究 154

6.1　流型识别的研究概述 154

6.2　小波分析方法在流型特征提取中的应用 155

6.2.1　基于连续小波变换的压差波动信号特征 155

6.2.2　奇异性特征提取 159

6.2.3　流型特征提取的小波包方法 161

6.2.4　小结 164

6.3　混沌理论在流型特征提取中的应用 164

6.3.1　概述 164

6.3.2　混沌的研究方法 164

6.3.3　压差波动信号的混沌特征分析 168

6.3.4　流型特征向量的构造 177

6.3.5　小结 178

6.4　流型的神经网络识别模型 179

6.4.1 BP神经网络模型 179

6.4.2　Elman神经网络模型 187

6.4.3　径向基函数网络模型 190

6.4.4　概率神经网络模型 193

6.4.5　Kohonen神经网络的识别模型 196

6.4.6　小结 200

参考文献 200

第7章　锅炉蒸发管内流动不稳定性的理论研究 205

7.1　概述 205

7.2　并联管内两相流密度波脉动线性均相模型 206

7.2.1　数学模型建立 206

7.2.2　系统状态空间表达式 208

7.2.3　理论预测与试验结果比较 210

7.2.4　小结 211

7.3　并联蒸发管内两相流密度波型脉动线性分相模型 212

7.3.1　数学模型建立 212

7.3.2　系统状态空间表达式 213

7.3.3　理论结果及其与试验结果的比较 217

7.3.4　小结 219

7.4　并联通道汽液两相流不稳定性的非线性数学模型 219

7.4.1　数学模型 219

7.4.2　模型求解以及与试验结果比较 223

7.4.3　小结 224

7.5　蒸发管内汽液两相流压力降型脉动集总参数非线性分析 224

7.5.1　模型建立 225

7.5.2　方程求解和分析 227

7.5.3　小结 228

参考文献 229

第8章　锅炉蒸发管内流动不稳定性试验研究 232

8.1　概述 232

8.2　密度波型流量脉动的实验研究 236

8.2.1　密度波型脉动的特征及机理分析 236

8.2.2　各运行参数对密度波型脉动的影响 238

8.2.3　上升流动与下降流动密度波型脉动的比较 246

8.2.4　小结 248

8.3　压力降型脉动的试验研究 248

8.3.1　压力降型脉动特征及机理分析 248

8.3.2　各运行参数对压力降型脉动的影响 249

8.3.3　小结 255

8.4　热力型脉动试验研究 255

8.4.1　热力型脉动的特征和脉动机理 255

8.4.2　各运行参数对热力型脉动的影响 256

8.4.3　小结 256

8.5　起始点脉动试验结果 257

8.5.1　概述 257

8.5.2　起始点脉动特征及脉动机理 257

8.5.3　各运行参数对起始点脉动的影响 258

8.5.4　讨论与文献的比较 262

8.5.5　小结 263

参考文献 264

第9章　液固两相流浆体水击压强与计算 269

9.1　概述 269

9.2　液固两相流浆体水击压强的计算方法 269

9.2.1　灰水混合物密度的计算 269

9.2.2　单相液体水击压强计算方法 270

9.2.3　液固两相流浆体水击压强的计算 271

9.3　考虑含气量变化液固两相流浆体水击压强计算方法 273

9.3.1　考虑含气量的浆体水击基本方程 273

9.3.2　气液固三相流浆体水击的计算方法 276

9.3.3　考虑气泡的存在对浆体水击波速的影响 278

9.4　工程计算 279

9.4.1　工程概况 279

9.4.2　灰浆回落速度的确定 281

9.4.3　浆体水击压强计算 283

9.4.4　降低浆击压强的措施 284

9.5　基于考虑含气量变化浆体水击模型的复合管道水击数值计算 285

9.5.1　数学模型 285

9.5.2　数值计算方法 287

9.5.3　工程实例 289

9.5.4　小结 292

参考文献 292

第10章　气液两相绕圆柱流特性的研究 294

10.1　概述 294

10.2　气液两相流绕单圆柱流动数值计算模型 295

10.2.1　描述气液两相混合物流动的一些基本参数 295

10.2.2　气液两相流绕流模型控制方程 297

10.2.3　气液两相流动的相间作用力 297

10.2.4　气液两相流紊流模型 298

10.2.5　气液两相绕流紊流方程的求解 302

10.2.6　数值计算结构与分析 304

10.2.7　小结 309

10.3　实验装置及实验结果与模拟结果比较 310

10.3.1　油气水三相流通用试验台 310

10.3.2　气液两相流基本参数的测量 311

10.3.3　两相流涡街脱落频率的采集与处理 312

10.3.4　旋涡脱落频率测量值与模拟结果的比较 314

10.3.5　小结 315

10.4　节距比对气液两相绕流管束流场特性的影响 316

10.4.1　节距比对涡量等值线的影响 318

10.4.2　节距比对斯特罗哈数的影响 319

10.4.3　节距比对两相流体作用力的影响 319

10.4.4　节距比对阻力系数的影响 322

10.4.5　小结 323

10.5　雷诺数和含气率对气液两相绕流管束旋涡脱落特性的影响 323

10.5.1　雷诺数对涡量等值线的影响 324

10.5.2　雷诺数和含气率对两相流体作用力的影响 324

10.5.3　涡街频率模拟结果验证 328

10.5.4　小结 330

参考文献 330