《核反应堆两相流与沸腾传热》研究生课程教学课件（讲稿）第四章 空泡份额

12第四章空泡份额4.3变密度模型国变密度模型：将两相流体视为密度是径向位置函数的单相流体Bankoff认为·垂直向上流动的竖直圆管内，空泡份额分布呈流道中心大沿径向向外单调减小，到流道壁面上时为零。·流道内速度分布中心区高，壁面处为零·径向任意位置上气液相间无滑移假定圆管内两相流的速度和空泡份额分布如下：α/α,=u =(y/ R)"=Ru/u =u =(y/ R)m=R

第四章 空泡份额 4.3 变密度模型 12 Bankoff认为： • 垂直向上流动的竖直圆管内，空泡份额分布呈流道中心大， 沿径向向外单调减小，到流道壁面上时为零。 • 流道内速度分布中心区高，壁面处为零。 • 径向任意位置上气液相间无滑移。 变密度模型：将两相流体视为密度是径向位置函数的单相流体 假定圆管内两相流的速度和空泡份额分布如下： 1 1 * * / ( / ) m m c u u u y R R    1 1 * * / ( / ) n n c      u y R R

13第四章空泡份额4.3变密度模型国液体和气体的质量流量分别为：W, =2。 p,ur(1-α)(R-y)dy =m(mn)2元R°p,uc(m+1)(2m + 1)(mn+m+n)(2mn+m+n)(mn)?W, =2[, p,urα(R-y)dy= 2元R"p,u.α(mn+m+n)(2mn+m+n)

第四章 空泡份额 4.3 变密度模型 13 液体和气体的质量流量分别为： 0 2 2 2 2 (1 )( ) ( ) 2 ( 1)(2 1) ( )(2 ) R l l l c c W u R y dy m mn R u m m mn m n mn m n                         2 2 0 ( ) 2 ( ) 2 ( )(2 ) R v v v c c mn W u R y dy R u mn m n mn m n              R y

14第四章空泡份额4.3变密度模型截面上的平均空泡份额<α>：2Rα元(R-y)dy = 2αc<α >:TR2(n+1)(2n+1)又因为： 1/ x=(W,+W)/WK可得：1/x=1_P<αO-x P,Kβ个二<α >=XDBankoff流动参数

第四章 空泡份额 4.3 变密度模型 14 截面上的平均空泡份额<α>： 2 2 0 2 ( ) 2 ( 1)(2 1) R c n R y dy R n n            1/ ( )/ l v v 又因为： x W W W   可得： 1/ 1 1 1 / 1 l v v l K x x K K x                              Bankoff流动参数

15第四章空泡份额4.3变密度模型国2(mn + m+ n)(2mn +m +n)KBankoff流动参数K：(n+1)(2n+1)(m +1(2m+1)5.0滑速比S：())-2.0S= u, / uj1.00.5E4对于各种合理的速度及空泡份额分布，0.2即m=2~7,n=0.1~5,K-0.5~1.00.10.80.91.01.10.50.60.7K

第四章 空泡份额 4.3 变密度模型 15 Bankoff流动参数 K： 2( )(2 ) ( 1)(2 1)( 1)(2 1) mn m n mn m n K n n m m          滑速比 S： 1 1 / 1 l v l v x S u u x K                          对于各种合理的速度及空泡份额分布， 即m =2~7，n=0.1~5，K=0.5~1.0

16第四章空泡份额4.3变密度模型2(mn +m+ n)(2mn +m+n)KBankoff流动参数K：(n+1)(2n+ 1)(m +(2m+1)())-滑速比S：S=u,/u,69 MPa5.52 MPa 10.34 MPa17.24 MPa0.8-0.70.6当K=0.89且<α)≤0.85时,0.50.4K·β与Martinelli-Nelson关系0.30.2式空泡份额计算值符合很好Bankoff;-Martinelli-Nelson0.10.10.20.30.40.50.6

第四章 空泡份额 4.3 变密度模型 16 Bankoff流动参数 K： 2( )(2 ) ( 1)(2 1)( 1)(2 1) mn m n mn m n K n n m m          滑速比 S： 1 1 / 1 l v l v x S u u x K                          当 且 时， K·β 与 Martinelli-Nelson 关 系 式空泡份额计算值符合很好 K  0.89   0.85