第一章 两相流动概述 4
第一节 基本概念 4
一、相态 4
二、局瞬特性 4
第二节 基本分析方法 5
一、两相流动变量的特性 5
二、两相流场宏观特性 7
三、基本分析方法 8
第三节 基本宏观物理量 9
一、相标识 9
二、基本宏观物理量 9
三、两相流动的复杂性 13
参考文献 14
第二章 两相流流型 15
第一节 概述 15
第二节 两相流流型分类 16
一、垂直流动下的流型种类 16
二、水平流动下的流型种类 17
三、加热流道的流型分类 17
第三节 流型图 19
一、水平流动下的流型图 19
二、垂直流动下的流型图 20
三、倾斜管和螺旋管内的流型判别 21
四、复杂几何形状流道中的流型判别 22
五、特殊工况下的一些流型判别 23
第四节 流型过渡准则 25
一、基本无因次组合量 25
二、Dukler半理论方法 26
三、阻液、倒流现象与流型过渡判别 30
四、系统暂态过程中的流型 33
思考题 35
习题 35
参考文献 35
第三章 两相流动基本数学模型 37
第一节 概述 37
第二节 两相流连续介质理论 38
一、相场方程 39
二、相界面平衡特性 40
三、两相流场的宏观平衡特性 43
第三节 两相流动基本数学模型 44
一、时平均场方程组 44
二、体平均场方程 47
三、扩散模型场方程 47
四、两流体模型场方程 48
第四节 一维两相流动基本方程组 49
一、一维两相流动扩散模型 49
二、一维两相流动两流体模型 50
三、简单模型分析法 51
思考题 58
习题 59
参考文献 59
第四章 空泡份额 60
第一节 概述 60
第二节 滑速比模型 61
第三节 变密度模型 62
一、基本假定 62
二、空泡份额关系式 62
第四节 漂移流模型 64
一、Zuber-Findlay方法 65
二、圆管空泡份额计算式 66
三、讨论 66
第五节 动量交换模型 68
第六节 环状流空泡份额的解析计算法 70
一、纯环状流基本关系式 70
二、气芯夹带液滴的情况 72
第七节 最小熵增模型 76
一、不考虑壁面摩擦的情况 76
二、考虑壁面摩擦的情况 76
三、气芯有夹带的情况 77
第八节 混合相－单相并流模型 78
第九节 空泡份额的其他计算方法 80
一、Арманд方法和前苏锅炉水力计算标准方法 80
二、Холовский方法 80
三、Hughmark方法 82
四、Thom方法 82
五、Lockhart-Martinelli方法 83
六、非圆形通道关系式 83
七、垂直下降流动下的空泡份额计算 84
第十节 欠热沸腾空泡份额计算 86
一、Bowring方法 87
二、Rouhani方法 89
三、Бартломей等人的方法 92
四、Ahmad方法 93
五、Levy方法 95
六、Миропольский方法 97
习题 98
参考文献 98
第五章 两相流动压降 100
第一节 概述 100
第二节 均相模型的流道压降计算 103
一、简化计算式 103
二、摩擦压降计算和均相摩擦因数 104
第三节 分相模型的流道压降计算 106
一、分相模型摩擦压降梯度 106
二、流道压降简化解析式 106
第四节 分相模型的摩擦压降计算 107
一、Lockhart-Martinelli关系式 107
二、Martinelli-Nelson关系式 111
三、Thom方法 114
四、Armand-Treshchev关系式 115
第五节 两相流动压降其他计算方法 118
一、Baroczy方法 118
二、Chisholm方法 120
三、前苏锅炉机组水力计算方法 121
四、Friedel经验式 122
五、实用推荐计算式 123
第六节 环状流解析计算法 124
一、环状流动特性 124
二、基本方程组 125
三、几个主要变量的经验关系式 127
四、摩擦压降梯度 128
第七节 欠热沸腾压降计算 130
一、欠热沸腾压降实验研究 130
二、低欠热沸腾区压降计算 132
第八节 两相流动局部压降计算 133
一、渐变接头 133
二、突变接头 133
三、孔板和管嘴 136
四、弯头 141
五、三通、阀门和其他连接管件 143
六、讨论 143
思考题 144
习题 145
参考文献 145
第六章 临界流动和压力波传播 148
第一节 概述 148
第二节 单相临界流动和两相临界流动 149
一、单相临界流动 149
二、两相临界流动 150
第三节 两相临界流动计算方法 153
一、两相临界流动的均相模型计算方法 153
二、两相临界流动的分相模型计算方法 157
三、短管、管嘴和孔板的临界流动计算 170
四、讨论 171
第四节 两相流动的压力脉冲传播和声速 172
一、基本方程式 172
二、双组分均相模型 174
三、单组分均相模型 174
四、动量传递效应 176
五、声波传播 177
六、影响压力脉冲传播的因素 177
第五节 两相临界流动准则 178
一、单相临界流动准则 178
二、两相临界流动数学模型 179
三、两相临界流动准则讨论 180
思考题 181
习题 181
参考文献 181
第七章 两相流动不稳定性 183
第一节 概述 183
第二节 两相流动不稳定性分类 184
一、各种不稳定性机理 184
二、流动不稳定性分类 188
第三节 流动不稳定性分析方法 189
一、线性系统动态方程稳定特性 190
二、小扰动原理－线性传递函数 191
三、动量积分原理 192
四、推荐的分析方法 193
第四节 典型不稳定性分析 194
一、Ledinegg不稳定性 194
二、密度波不稳定性 197
三、压降振荡 200
四、并行流道不稳定性 203
五、自然循环不稳定性 205
思考题 207
参考文献 207
第八章 沸腾传热基本原理 208
第一节 气液两相平衡 208
一、与液体相变有关的基本参数 208
二、气－液两相平衡条件 209
三、亚稳态平衡和不稳定平衡态 211
第二节 核化机理和蒸气形成 212
一、形成气核所需的过热度 212
二、均匀核化 212
三、非均匀核化 214
四、流动沸腾下的成核准则——沸腾起始点确定 217
第三节 泡核沸腾气泡生长循环——气泡动力学 221
一、典型气泡生长循环 221
二、等待周期 221
三、气泡长大过程 223
四、均匀介质内的气泡增长 224
五、非均匀温度场内的气泡增长 228
六、气泡脱离加热面时的直径 230
七、气泡生成频率 231
第四节 气液交界面不稳定性 232
一、Helmholtz不稳定性 232
二、Taylor不稳定性 234
第五节 沸腾传热无因次组合量 236
一、池内沸腾无因次组合量函数关系 236
二、流动沸腾无因次组合量函数关系 236
三、沸腾传热的无因次组合量 237
思考题 239
习题 239
参考文献 240
第九章 池内沸腾传热 241
第一节 池内沸腾概述 241
一、池内沸腾实验 241
二、影响池内沸腾的因素 243
第二节 泡核沸腾传热 245
一、泡核沸腾机理模型 245
二、泡核沸腾传热计算式 247
第三节 膜态沸腾传热 254
一、竖直表面 255
二、水平加热体 256
三、球体 259
四、影响膜态沸腾的因素 259
第四节 临界热流密度 261
一、经验关系式 261
二、气泡聚合模型 262
三、流体动力不稳定性模型 263
四、影响临界热流密度的因素 264
第五节 Leidenfrost现象、最小膜态沸腾温度和过渡沸腾 267
一、Leidenfrost现象 267
二、最小膜态沸腾温度 268
三、过渡沸腾 269
思考题 270
习题 270
参考文献 271
第十章 流动沸腾传热 273
第一节 流动沸腾概述 273
一、管内流动传热 273
二、沸腾图 275
三、当地流动沸腾实验曲线 277
四、水平流道 278
第二节 欠热沸腾传热 278
一、各特征点计算 278
二、高欠热沸腾传热分析 282
三、低欠热沸腾传热分析 284
四、欠热沸腾参数影响 284
第三节 饱和沸腾传热 285
一、饱和泡核沸腾传热 285
二、泡核沸腾抑止 285
三、强制对流蒸发区传热 286
四、饱和沸腾经验关系式 286
第四节 临界热流密度 300
一、垂直向上流动下的临界热流现象 301
二、垂直圆管流道临界热流参数效应 303
三、非垂直流道内的临界热流现象 305
四、外掠管路和多流道棒束的临界热流现象 306
五、临界热流密度关系式 307
第五节 临界热流后传热区 313
一、过渡沸腾 314
二、膜态沸腾 315
思考题 319
习题 319
参考文献 320
第十一章 凝结 322
第一节 概述 322
一、凝结类型 322
二、凝结过程——液相形成 323
第二节 膜状凝结 327
一、Nusselt凝结理论 327
二、Nusselt理论之修正及拓展 330
三、紊流膜状凝结 334
四、具有蒸气剪切作用的凝结 336
五、实用方程 342
第三节 水平管内膜状凝结 343
一、水平管内蒸气凝结过程与流型 343
二、层状流传热计算 344
三、间歇流传热计算 345
四、环状流传热计算 346
五、实用计算法 346
第四节 珠状凝结 348
一、珠状凝结机理 348
二、珠状凝结传热计算 349
三、讨论 350
第五节 直接接触凝结 350
一、液池冷凝蒸气射流 350
二、液体射流表面冷凝蒸气 351
三、喷雾凝结 351
第六节 凝结换热强化 352
一、凝结换热强化原理 352
二、管外凝结换热强化 353
三、改善管内凝结换热的方法 355
第七节 凝结换热设备 355
一、凝结换热设备类型 355
二、管内凝结时的压力变化 356
三、典型冷凝器的热力计算 357
四、冷凝器管集压降 359
习题 360
参考文献 360
第十二章 两相流动主要参数的测量原理和方法 363
第一节 概述 363
一、气液两相流参数测量的困难 363
二、两相流测量技术分类 364
三、测量参数分级 364
第二节 压降测量 364
第三节 空泡份额的测量 365
一、射线强度衰减法 366
二、阻抗法 370
三、快速关闭阀门法 371
四、测量当地空泡份额的方法 372
第四节 两相流流量和含气率的测量 376
一、孔板流量计 377
二、涡轮流量计 379
三、阻力盘或阻力网 380
四、复合或多重传感器的组合测量装置 381
五、示踪技术 382
六、真实质量流量计 384
第五节 临界热流密度发生的判别 384
一、电桥法 384
二、热电偶法 385
三、红外线技术 386
第六节 流型的测定 386
参考文献 388