20102011两相流动与沸腾传热——答案VIP专享VIP免费

两 相 流 动 与 沸 腾 传 热 1/17 一、基本概念、原理题（每题 5分，共45分） 1、在一个充满水的管道各位置上，以稳定流率注入气泡（如图 1 所示），以使沿管长方向气泡密度（气泡数，bubble population / density）按如下函数分布： 201bbzNNL 式中：L —沿 z 轴向的管长；0bN—管道入口处0z 气泡密度。试问：(1)在0z 处的固定观察者所见气泡密度变化率是多少？(2) 以恒速0v 运动的观察者所见气泡密度变化率是多少？ 解：(1 )由于观察者固定，故气泡密度固定为0bN，因此，气泡密度变化率为0 。 (2 )0zvt ，故有 2001bv tN tNL，所以200002222bbv tv zdNNNdtLL。 图 1 2、简要说明相速度、表观速度、相对速度、漂移速度、扩散速度以及漂移流密度的定义及其物理意义。 解： 1 ) 相速度：每一相的真实相平均速度，即,vlvlvvllmmuuAA； 2 ) 表观速度：每单位流道截面上的体积流量，是一种经截面权重后的平均速度，即： 两 相 流 动 与 沸 腾 传 热 2/17 ,vlvlvlmmjjAA 3 ) 相对速度：两相之间的相对速度，一般气相较快，故定义相对速度为： rvlvllvuuuuu  4 ) 漂移速度：各相速度与两相混合物（体积）平均速度之差，即： ,,kjkvluuj kv ljjj其中 5 ) 扩散速度：相速度与两相混合物质心平均速度之差，即： ,,vlkmkmmmmuujkv ljA其中 6 ) 漂移流密度：任一相相对于两相(体积)平均速度运动而通过单位横截面的体积流量，又常称为漂移体积流密度，即：   111111l vllvlrvlvvvlrlvvljujuuuujujuuuujj     3、请推导空泡份额 与质量含气率 x 之间的关系；定性画出x 曲线；分别计算压力为0.1MPa 与6.8MPa 的蒸汽—水混合物系统中，水蒸汽的质量含气率0 .2x ，滑速比1S (在 0.1MPa 与6.8MPa 下，vl 分别约为1/2700 与1/20.6)时对应的空泡份额 ；并基于这一算例与定性曲线简要分析x 的数量关系。 解：11111vvvvvvlvlvvvlllvvllvMu AuxMMu Au AuuS  故有： 111vlx Sx  x ...