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第一章概论 1

1.1工程两相流分类及发展方向 1

目录 1

1.2湿蒸汽两相流的发展及特点 2

1.3湿蒸汽两相流研究 4

1.4湿蒸汽两相流研究的历史回顾 5

1.5湿蒸汽两相流研究现状 6

1.6我国情况 8

参考文献 9

2.2p-V-T图 10

2.2.1基本概念 10

2.1引言 10

第二章凝结静力学 10

2.2.2两类物质的p-V-T图 11

2.2.3相图，三相点，临界点 12

2.2.4相变过程在p-V-T图上的表示 14

2.2.5固态水（冰）的p-V-T图结构 15

2.3分子水平的物相 16

2.3.1三相物质的分子结构特点* 16

2.3.2水分子的物理模型 18

2.3.3分子间的相互作用力 19

2.3.3.1分子作用力的推理实验 19

2.3.3.2分子之间的势能 20

2.3.3.3势能和作用力的表达式 21

2.3.4冰的分子结构 22

2.4.1汽液界面 23

2.4表面能及表面张力 23

2.4.2分子结合能和液体表面能 24

2.4.3表面张力 25

2.4.4表面张力实用数据 26

2.4.4.1不同液体的表面张力 27

2.4.4.2表面张力与温度之间关系的线性化公式 28

2.4.4.3 σ-T曲线的其它公式［2-19］ 28

2.4.5表面张力和总表面能 29

2.5液滴热力学及静力学 31

2.5.1液体的存在形式 31

2.5.2座固液滴* 32

2.5.2.1接触角与润湿 32

2.5.2.2润湿热 33

2.5.3.2 Young-Laplace方程 34

2.5.3座固液滴的形状与表面张力 34

2.5.3.1弯曲表面两侧的压力差 34

2.5.3.3液滴形状与表面张力之间的关系 35

2.5.4垂悬液滴 37

2.5.4.1液滴重量法 37

2.5.4.2液滴形状法 38

2.6弯曲界面与毛细管现象（capillxrity） 38

2.6.1气液界面曲率对σ的影响 38

2.6.2毛细管现象与过饱和度 40

2.6.3表面自由能与Kelvin公式 42

2.6.4 Kelvin公式的数量概念 43

参考文献 45

3.1.1.2等熵过程 47

3.1.1.1等温过程和等压过程 47

3.1.1过饱和蒸汽在p-V-T图上的状态点 47

第三章过饱和水蒸汽凝结动力学 47

3.1过饱和蒸汽的产生条件及过程 47

3.1.1.3过冷液相状态点 48

3.1.2均质性与相变 48

3.1.3透平喷管中的蒸汽膨胀 49

3.1.3.1从过热区开始的膨胀过程 49

3.1.3.2从饱和线或湿蒸汽区开始的膨胀过程 51

3.2动态凝结过程 51

3.2.1基本概念 52

3.2.1.2热力（化学）势及液珠的蒸发和凝结 52

3.2.1.3液珠的化学势与Kelvin公式 54

3.2.2成核理论 55

3.2.2.1自发核心的分布规律 55

3.2.2.2 Gibb3公式 56

3.2.2.3自由能障 57

3.2.2.4不同过饱和度下的△φn-r曲线 59

3.2.2.5不同过饱和度下的Nn-r曲线 59

3.2.3自发成核率 61

3.2.3.1成核率公式 61

3.2.1.1凝结核 62

3.2.3.2各种因素对I的影响 62

3.2.3.3成核过程延续时间 64

3.2.4成核率理论的局限性 64

3.3湿蒸汽的传热传质特性及水珠生长 66

3.3.1基本概念 66

3.3.2水珠与蒸汽之间的传质及传热 67

3.3.2.1凝结过程中的两种传质模型 67

3.3.2.3传热系数公式动力粘性系数 69

3.3.2.2水珠内部温度闪蒸 69

3.3.2.4湿蒸汽中的热迟滞 71

3.3.3水珠生长率公式 72

3.3.3.1生长率基本方程 72

3.3.3.2分子动力论公式 74

3.3.3.3低压气体公式 75

3.3.3.4应用于连续流的Langmuir-Maxwell法 76

参考文献 78

第四章湿蒸汽流 80

4.1流动蒸汽中的凝结过程 80

4.1.1加热对于可压缩流的影响 80

4.1.2湿蒸汽缩放喷管内的冲波 82

4.2.1湿蒸汽状态方程式 84

4.2湿蒸汽的热力学特性及弛复现象 84

4.2.2过饱和湿蒸汽图表 86

4.2.3过饱和蒸汽表的应用 89

4.2.4过饱和蒸汽的弛复 91

4.2.4.1简单系统的弛复 91

4.2.4.2湿蒸汽的热弛复 91

4.3湿蒸汽的干度 93

4.3.1概论 93

4.3.2瞬时干度和流动干度［2-17］ 93

4.3.3当量流管 94

4.4水珠数目守恒的等熵湿蒸汽流方程 96

4.4.1水珠数目守恒方程 96

4.4.2连续方程（质量守恒方程） 98

4.4.3流量方程 100

4.4.4能量守恒方程 101

4.5超音速膨胀湿蒸汽凝结双相流方程组 103

4.5.1概论 103

4.5.2方程组的推导 104

4.5.3方程组的求解方法，程序及主要计算结果 107

4.5.4理论计算与实验数据的比较 111

4.6凝结湿蒸汽流领域中几个尚待解决的问题 115

4.6.1凝结传热模型的问题 115

4.6.2成核过程与水珠数目守恒问题 115

4.6.3湿蒸汽流损失 117

4.7湿蒸汽喷管的通流能力 118

4.7.1湿蒸汽喷管通流能力的特点 118

4.7.2湿蒸汽喷管通流能力实验 119

4.7.3对过饱和蒸汽喷管通流能力的认识过程 121

4.7.4部分凝结对湿蒸汽喷管流量系数的影响 122

4.7.5新的喷管流量系数理论计算曲线 123

参考文献 127

第五章统计方法在微粒数群中的应用 129

5.1概论 129

5.1.1微粒系统的概念及研究范围 129

5.1.2胶体状态及胶态弥散体（colloidal state and colloidaldispersion） 132

5.1.3液珠气悬浮体。湿蒸汽 133

5.1.4微粒系统的统计学特性与整体性质之间的关联实例 135

5.2微粒数群的统计学处理 136

5.2.1微粒尺寸的统计平均值 136

5.2.2微粒尺寸分布 137

5.2.3液珠数群统计学 139

5.2.4液珠的中值参数［5-9］ 141

5.3数据表达和机率曲线 142

5.3.1表格法 142

5.3.2机率曲线图 144

5.3.3湿蒸汽中球形液珠的几率曲线 146

5.4统计方法的应用实例 147

5.4.1汽水分离器研究工作中的人工造湿试验［5-11］ 147

5.4.2数据处理结果和分析 148

参考文献 149

第六章运动气悬体中的液珠特性 150

6.1运动液珠及微粒的动力学 150

6.1.1不同尺寸液珠的动力学特性 150

6.1.2阻力系数CD 152

6.1.3.1一元运动、液珠的沉淀 155

6.1.3几种运动情况中的应用公式 155

6.1.3.2二元运动 156

6.1.3.3一元水平运动 156

6.1.3.4一元垂直运动 157

6.2液珠的聚合（聚凝） 158

6.2.1热聚合（扩散聚合）［6-2］ 159

6.2.2内力作用下的液珠的聚合 161

6.2.2.1vander Waals力作用下的液珠聚合 161

6.2.2.2带电荷的液珠聚凝 162

6.2.2.3偶极子液珠 162

6.2.3外力场作用下的液珠聚合［6-2］ 163

6.2.3.1电力场及磁力场中的液珠聚合 163

6.2.3.2重力场和离心力场中的液珠聚合 164

6.3.2固体微粒的热泳与扩泳 165

6.3.1几种泳动现象［6-5］ 165

6.3气悬体中的微粒泳动现象 165

6.3.3湿蒸汽透平中的水珠泳动 166

6.4微粒沉积［6-25、26］ 167

6.4.1概论 167

6.4.2重力沉积 168

6.4.3惯性沉积 170

6.4.4截获沉积 172

6.4.5扩散沉积 172

参考文献 173

第七章蒸汽湿度的测量方法 175

7.1概述 175

7.2蒸汽湿度的热力学测量法 178

7.2.1节流式量热计 178

7.2.2过热式量热计 180

7.2.3凝结式量热计 181

7.2.4蒸汽—空气混合式量热计 182

7.3热力学法测量蒸汽湿度的缺点 183

7.4光散射的基本知识 185

7.4.1光的基本性质 185

7.4.2光的散射现象 186

7.4.3散射系数、吸收系数和消光系数 188

7.4.4瑞利散射、衍射散射与米氏散射 189

7.4.4.1瑞利散射 189

7.4.4.2衍射散射 190

7.4.4.3米氏散射 191

7.5测量蒸汽湿度的角散射法 193

7.5.1全周散射法 193

7.5.2侧向散射法 201

7.5.3前向散射法 202

7.6测量蒸汽湿度的全散射法 203

7.7角散射法与全散射法的比较 206

参考文献 207

第八章光学法在蒸汽湿度测量中的应用 209

8.1拉代尔喷嘴中水滴直径的测量 209

8.1.1测量方法和测量装置 209

8.1.2沿喷嘴轴线方向蒸汽压力分布的测量结果［8-4］ 211

8.1.3水滴直径的测定 212

8.2测量蒸汽湿度及水滴直径的角散射式（散射式）光学探针 213

8.2.1莫斯科动力学院的角散射式光学探针 213

8.2.2西德阿亨工业大学的角散射式光学探针［8-6、7、8］ 214

8.3.1以单色激光为光源的全散射式光学探针 216

8.3测量蒸汽湿度和水滴直径的全散射式（消光法）光学探针 216

8.3.2以可见光为光源的英国CERL全散射式光学探针 217

8.4双光束法全散射式光学探针 220

8.4.1测量原理和测量方法 220

8.4.2光学系统及探针构造 222

8.4.3测量结果［8-15、16］ 223

8.4.4苏联斯大林金属工厂的光学探针［8-18］ 226

8.5美国通用电气公司的水滴直径光学测量试验装置［8-17］ 226

8.6探针光学系统的校验——硫磺悬浮液中硫磺颗粒直径的测量 228

8.6.1硫磺悬浮液的配制 228

8.6.2测量方法和测量装置 228

8.6.3测量结果 230

8.6.4双光束法测量硫磺悬浮液中的硫磺颗粒直径 231

参考文献 232