汽液兩相流體在水平管中流動時,由于受到浮升力的影響,蒸汽多聚集在管子的上部,形成不對稱的流動結構?隨著汽水混合物流速較小或管

汽液兩相流體在水平管中流動時,由于受到浮升力的影響,蒸汽多聚集在管子的上部,形成不對稱的流動結構?隨著汽水混合物流速較小或管子直徑增大,這種不對稱性更加明顯?當汽水混合物的流速高時,流型與垂直上升管中基本相似;當流速減小到某一界限值時,將形成蒸汽在管子上部流動,水在管子下部流動,兩相之間存在一平滑分界面的分層流型?

下圖是受熱水平管中汽液兩相流體的流型示意圖：

主要分為泡狀流型?塞狀流型?彈狀流型?波狀流型?環狀流型和分層流型6種,各種流型都顯示出流動結構的不對稱性?泡狀流型與塞狀流型表示不同蒸汽含量時的流動型態,彈狀流型與塞狀流型的差別在于汽彈的上部沒有水膜,當汽彈被前后涌起的波浪擾動時,上部管壁周期性地受到潤濕?波狀流型是一種不穩定的分層流動,當氣相流量較高時,汽水分界面上掀起擾動的波浪,管子上壁面間歇性地時而和蒸汽接觸,時而和液膜接觸?環狀流型出現在更高汽相流量條件下,管子中部為帶有液滴的汽柱,四周為液膜,底部的液膜較厚?各種流型的出現主要與汽水混合物的流速有關,當流速較高時,如進口水速大于1m/s,受熱水平管內混合物的流型逐漸由泡狀流?塞狀流轉變為較為對稱的環狀流,最后管子頂部全為汽而底部保持一薄層液膜;當流速很低時,如進口水速小于0.5m/s,沿工質流動方向上流型都是不對稱的,在含汽率較大時形成波狀流或分層流動,這時管子上部壁溫周期性變化或持續處于高溫狀態,可能導致管壁產生疲勞或過熱損壞,應力求避免?

當汽水混合物的速度很小,蒸汽含量和管子直徑大時可能產生分層流動?為了消除分層流動,首先要提高流速,保證汽水混合物的質量流速大于發生汽水分層時的界限質量流速?其次,盡量避免水平布置而采用傾斜管?研究資料表明,增加傾斜管傾角將使分層流動的范圍縮小,一般向上傾斜10°～15°的管內分層流動就很少發生,當水平傾角超過30°～60°,其流型即與垂直管相同?