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气液两相流讲稿 流体力学 气体、液体在静止状态下能承受切力容易的物体称为流体。 流体力学是以水为代表的液体静止和运动规律以及在工程上的应用。 单一水的流动、单一气的流动 在油田生产中经常碰到的问题是： 钻井：泥浆水气在钻杆及其环境中流动； 采油：井筒中气体和液体的流动。 从而气液两相管流理论与计算。 一、研究对象 气液两相流动条件下的流动规律及其应用。 规律：即：“质量、能量、动量守侯”三大方程式在气液两相管流中的表达式。 应用：如何计算气液两相管流的压降。 二、气液两相流与单相流的区别 相同点： 同层流体易流动 能受压力作用 与固体壁之间存在作用 三、气液两相混合物的分类 （按化学成分） 单工质：是指气液两相都具有相同的化学成分（如水和水蒸气的混合物），是单相流。 双工质 ：是指气液两相各具有不同的化学成分（如空气和水的混合物），是气液两相流。 四、气液两相流动的处理方法 1．经验方法 从两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者根据流动的基本微分方程式，得到反映某一特定的两相流动过程的一些无因次参数，然后根据实验数据得出描述这一流动过程的经验关系式。 石油气液两相流动 第一章 概论 1~1概述一、气液两相研究对象 气液两相流动条件下的流动规律及其应用。 二、气液两相流与单相流的区别 相同点： 1、同层流体易流动 2、与固体壁之间存在作用 不同点： 1、气液两相之间存在相的分界面 2、气液两相界面之间存在相互作用力 三、气液两相的流动型态 在垂直管中有泡壮流、弹壮流、段塞流、环壮流、雾壮流 四、气液两相混合物的分类 单工质：是指气液两相都具有相同的化学成分（如水和水蒸气的混合物）。 双工质 ：是指气液两相各具有不同的化学成分（如空气和水的混合物）。 1~2两相流动的处理方法 1．经验方法 从两相流动的物理概念出发，或者使用因次分析法，或者管流单相流方法。 2．半经验方法 根据所研究的两相流动过程的特点，采用适当的假设和简化，再从两相流动的基本方程式出发，求得系数。 1~2气液两相流动参数 一、流量 —两相混合物的质量流量，kg/s； —气相的质量流量，kg/s； — 液相的质量流量，kg/s； — 两相混合物的体积流量，m3/s； —气相的体积流量m3/s; —液相的体积流量m3/s. 二、速度 1、实际速度 气相： 液相： 三、滑脱速度和滑动比 1．滑脱速度 1．滑脱速度 滑脱现象：在气液两相流动中，各相的速度 可能是不同的，这种气体超越液体而流动的现象称为滑脱 。 滑脱速度：一般情况下，在两相流动中气相实际速度和液相实际速度是不相等的，二者的差值称为滑脱速度或滑差，即: 2．滑动比 2.滑动比 气相实际速度与液相实际速度的比值称为滑动比，即: 四、含气率和含液率 单位时间内流过过流断面的流体中气相流体介质所占的份额叫含气率； 单位时间内流过过流断面的流体中液相流体介质所占的份额叫含液率。 1．质量含气率和质量含液率 含气率： 含液率： 五、两相混合物的密度 1．流动密度 它表示单位时间内流过过流断面的两相混合物的质量与体积之比，即 两相混合物的流动密度与各相的密度以及体积含气率之间有以下的关系： 第二章、气液两相流动模型 气液两相流动模型是质量守恒的连续方程式和运动守恒的动量方程式与能量方程式的守恒的体现。 两相流动类型有：流动型态模型、均相流动模型、分相流动模型和漂流移动模型等。 2~1 流动型态模型 气流两相流动的流动型态有多种多样，界限也不十分清晰，严格说来是很难明确区分的。 1、流动型态模型： 在一定的精确度的要求下，可以人为的区分为几种流动型态。并且认为，在每一种流动型态范围内，其流体力学的特性是基本相同的。 2~2 均相流动模型 均相流动模型简称均流模型,它是把气液两相混合物看成均质介质,其流动的物理参数取两相介质相应参数的平均值.因此可以按照单相介质来处理均流模型的流体动力学问题。 假设 (1) 一、均流模型的基本方程式 1、连续方程式 2．动量方程式 质量力为重力沿Z方向的分力 表面力有压力 和切力- 根据动量定律，得动量方程式 二、均流模型的压力梯度微分方程式 动量方程 式中 ——流体内摩擦引起的机械能损失