锅炉水平管内汽液两相流体主要流型

汽液两相流体在水平管中流动时,由于受到浮升力的影响,蒸汽多聚集在管子的上部,形成不对称的流动结构｡随着汽水混合物流速较小或管

汽液两相流体在水平管中流动时,由于受到浮升力的影响,蒸汽多聚集在管子的上部,形成不对称的流动结构｡随着汽水混合物流速较小或管子直径增大,这种不对称性更加明显｡当汽水混合物的流速高时,流型与垂直上升管中基本相似;当流速减小到某一界限值时,将形成蒸汽在管子上部流动,水在管子下部流动,两相之间存在一平滑分界面的分层流型｡

下图是受热水平管中汽液两相流体的流型示意图：

主要分为泡状流型､塞状流型､弹状流型､波状流型､环状流型和分层流型6种,各种流型都显示出流动结构的不对称性｡泡状流型与塞状流型表示不同蒸汽含量时的流动型态,弹状流型与塞状流型的差别在于汽弹的上部没有水膜,当汽弹被前后涌起的波浪扰动时,上部管壁周期性地受到润湿｡波状流型是一种不稳定的分层流动,当气相流量较高时,汽水分界面上掀起扰动的波浪,管子上壁面间歇性地时而和蒸汽接触,时而和液膜接触｡环状流型出现在更高汽相流量条件下,管子中部为带有液滴的汽柱,四周为液膜,底部的液膜较厚｡各种流型的出现主要与汽水混合物的流速有关,当流速较高时,如进口水速大于1m/s,受热水平管内混合物的流型逐渐由泡状流､塞状流转变为较为对称的环状流,最后管子顶部全为汽而底部保持一薄层液膜;当流速很低时,如进口水速小于0.5m/s,沿工质流动方向上流型都是不对称的,在含汽率较大时形成波状流或分层流动,这时管子上部壁温周期性变化或持续处于高温状态,可能导致管壁产生疲劳或过热损坏,应力求避免｡

当汽水混合物的速度很小,蒸汽含量和管子直径大时可能产生分层流动｡为了消除分层流动,首先要提高流速,保证汽水混合物的质量流速大于发生汽水分层时的界限质量流速｡其次,尽量避免水平布置而采用倾斜管｡研究资料表明,增加倾斜管倾角将使分层流动的范围缩小,一般向上倾斜10°～15°的管内分层流动就很少发生,当水平倾角超过30°～60°,其流型即与垂直管相同｡