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1、第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降第五章气液两相流动第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.1多相混合物简介多相混合物简介多相混合物多相混合物：指所有的多相材料体系，当这种体系的流动变量在宏观表 面上经历非微量的突变时，它们可以象流体一样流动。如果任何材料体系的非混相组分的流动特性不同，那么它们都可以被认为是多相组分体系。例如原油、天然气、地热盐水、水中的细粘土悬浮体，
2、从力学角度看它们都是均质的，但此处认为他们为多相。 第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例山体滑坡山体滑坡第五章气液两相流动泥石流泥石流第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例LSU气举双梯度气举双梯度钻井系统钻井系统第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例气固两相流气固两相流第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物
3、特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例液固两相流液固两相流第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例固相颗粒周围固相颗粒周围流场流场-爬流现象爬流现象第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例流体绕球形颗粒流流体绕球形颗粒流动时的边界层分离动时的边界层分离ABC850u0ABC1400u0第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例输送气流气固两相流气固两相流第五章气液两相流动第一节第一节
4、 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例引 风 机气力输送装气力输送装置负压体系置负压体系第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例送 风 机气力输送装气力输送装置正压体系置正压体系第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例引(或送)风机分流阀气力输送装气力输送装置组合体系置组合体系第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例抽油机井油管中抽油机井油管中 的气液混合物的气液混合物
5、 储层 油气渗流 井筒油气水三相流 第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例水平井筒中的水平井筒中的气液两相流气液两相流第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例欠平衡钻井环空欠平衡钻井环空内的气液两相流内的气液两相流第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 1.2多相混合物流动图例多相混合物流动图例多相流在油气储运工程中的应用多相流在油气储运工程中的应用气水油气水油第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 第二节第二节 气液两相
6、流动基本方程式气液两相流动基本方程式 第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数1截面含气率及截面含液率（又称真实含气率及真实含液率）截面含气率及截面含液率（又称真实含气率及真实含液率）2质量流量，气相质量流量及液相质量流量质量流量，气相质量流量及液相质量流量AAG/1/LAAGLWWW第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数3质量含气率及质量含液率质量含气率及质量
7、含液率 4. 质量流速质量流速x(1-x)GGLX= W / (W + W )LGL(1 - x ) = W / (W + W )G = W/AG第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数体积流量体积流量气相体积流量气相体积流量液相体积流量液相体积流量QGQLQGLQ = Q + QGGGQ = W / LLLQ = W / 第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数6体积含气率和体积含液率体积含气率和体积含液率用质量含气率表示为：用质量含气率表示为：(1)GGGLQ / Q =
8、 Q / ( Q + Q )LLGL(1 - ) = Q / Q = Q / ( Q +Q )(1) (1)/(1)/LGxxx GL x / x + (1 - x ) /第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数7 气相真实流速气相真实流速 和液相真实流速和液相真实流速8气相折算速度气相折算速度 和液相折算速度和液相折算速度GL/GGGQA/LLLQAGJLJ/GGJQA/LLJQA第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数9滑动比滑动比10滑动速度滑动速度/GLS/(1)GL
9、GLJJ 第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数11气液两相流体平均密度气液两相流体平均密度12气液两相流体平均流速气液两相流体平均流速(1)mGL )1 (LGm第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数13. 循环速度循环速度14漂移速度漂移速度 气相漂移速度气相漂移速度 液相漂移速度液相漂移速度()/()/CGLLGGLLWWAJJEGGmELLm第五章气液两相流动15. 漂移流率漂移流率 气相漂移流率气相漂移流率 液相漂移流率液相漂移流率第二节第二节 气液两相流动基本
10、方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数/()MGG EGGmJAA /(1)()MLLELLmJAA 第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数例例气液混合物在内径气液混合物在内径25mm的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为 0.85m3/min和和.15 m3/min，由高速摄影测得气泡的速度为，由高速摄影测得气泡的速度为50m/s，试求体积，试求体积含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速
11、度。 解：体积含气率解：体积含气率截面含气率截面含气率/() 0.85/(0.85 0.15) 0.85GGLQQQ2/()0.85/(60500.025 / 4)GGGAAQA442.833 10/(4.909 10 )0.5771第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数例例气液混合物在内径气液混合物在内径25mm的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为 0.85m3/min和和.15 m3/min，由高速摄影测得气泡的速度为，由高速摄影测得气泡的速度为50m/s，试求体积，试求体积含气率、截
12、面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。 4/() 0.15/60 (4.909 2.833) 10 LLGQA A0.5771 50 28.86 /GGJm s液相速度液相速度气相折算速度气相折算速度第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数例例气液混合物在内径气液混合物在内径25mm的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为 0.85m3/min和和.15 m3/min，由高速摄影测得气泡的速度为，由高速摄影测得气
13、泡的速度为50m/s，试求体积，试求体积含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。 (1)(1 0.5771) 12.04 5.09 /LLJm s 液相折算速度液相折算速度混合物速度混合物速度smAvvAQvLGm/9 .3360)4/025. 014. 3/()85. 015. 0(/ )(/2第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.1基本参数基本参数例例气液混合物在内径气液混合物在内径25mm的管道内流动，气体和液体的体积流量分别为的管道内流动，气体和液体的
14、体积流量分别为 0.85m3/min和和.15 m3/min，由高速摄影测得气泡的速度为，由高速摄影测得气泡的速度为50m/s，试求体积，试求体积含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。含气率、截面含气率、液相的速度以及气相和液相的折算速度、漂移速度。 50 33.95 16.05 /EGGmm s12.04 33.9521.91 /ELLmm s液相漂移速度液相漂移速度气相漂移速度气相漂移速度第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程分相流动模型基本流动模型均相流动模型一元稳定流动基本假设圆管截面压力均匀分布
15、界面有质量交换质量守恒方程内容 动量守恒能量守恒第五章气液两相流动 气液两相流体在倾斜管中作分相流动时流体微元段示意图第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程GLGLWWWdW W质量守恒dGGGGWAWx LLLLWA1Wx 分相流动分相流动()/GGGGd Adzwdx dzdWdz 第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程分相流动分相流动动量守恒动量守恒LGGGGGGGGGGGGvdWvW
16、dvvdWWgdzASdfAdpppA)(sin)(第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程动量守恒动量守恒GLWdW dLGGGGGGGGGvdWvdWdvWgdzASdfdpA-sinLGLLLLLLLLvdWvdWdvWgdzASdfdpAsin第五章气液两相流动第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程分相流动分相流动动量守恒动量守恒sin()()LGLLLGGLLGGA dpdfdfgdz AAd WW第五章气液两相流动22()/2/2sinqwGGLLGWWdid WWWdz(/)q
17、GGLLdidEdp WWW能量守恒方程能量守恒方程0w2322322(/) /(1)/()(1) /(1) /2sinGLGLdp dz xxdE dzG d xxdzg 第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程第五章气液两相流动 在均相流动时，上述在均相流动时，上述3个基本方程式可简化个基本方程式可简化mmWA sinmmAdpdfAgdzWd2(/2)sinqwmdidgdz/qmdidEdp第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 2.2基本方程基本方程第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 第二节第二节
18、 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 垂直上升管中的流型垂直上升管中的流型1-细泡流；细泡流；2-气弹流；气弹流；3-块状流；块状流；4-带纤维的环状流；带纤维的环状流；5-环状流环状流第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 垂垂直直管管液液体体受受热热沸沸腾腾上上升升汽泡状沸腾开始线汽泡状沸腾终止线蒸干线过热蒸汽线第五章气液两相流动第三节第三节 气
19、液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 垂直上升管流型分布图垂直上升管流型分布图222(1)LLLGxJ222GGGG xJ第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 垂直下降管中的气液两相流流型垂直下降管中的气液两相流流型1-细泡状流型；细泡状流型；2-气弹状流型；气弹状流型；3-下降液膜流型；下降液膜流型；4-带气泡的液膜流型；带气泡的液膜流型；5-块状流型；块状流型；6-雾式环状流型雾式环状流型第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 图图106 垂直下降管流型分布图垂直下降管流型分布图1-细泡状流型；
20、细泡状流型；2-气弹状流型；气弹状流型；3-下降液膜流型；下降液膜流型；4-带气泡的下降液膜流型；带气泡的下降液膜流型；5-块状流型；块状流型；6-雾式环状流型雾式环状流型2GLrJJFgD1/43LLWWWY 第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 水水平平管管中中的的气气液液两两相相流流流流型型细泡状流型细泡状流型气塞状流型气塞状流型分层流型分层流型波状分层流型波状分层流型气弹状流型气弹状流型环状流型环状流型第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 受热水平蒸发管中的气液两相流流型受热水平蒸发管中的气液两相流
21、流型单相液体单相液体细泡状流型细泡状流型气塞状流型气塞状流型气弹状流型气弹状流型波状分层流型波状分层流型环状流型环状流型间歇性干壁间歇性干壁干壁干壁第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 改进的贝克流型分布图改进的贝克流型分布图1/2GLW1/32WWLLWL第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 汽水两相流的汽水两相流的 值及值及 值值第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 曼德汉流型分布图曼德汉流型分布图第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图
22、 第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 名 称数 值单 位管子内直径12.7165.1mm液相密度7051009kg/m3气相（或汽相）密度0.850.5kg/m3气相（或汽相）动力粘度10-52.210-5Pas液相动力粘度310-4910-2Pas表面张力2410-310310-3N/m气相（或汽相）折算速度0.04171m/s液相折算速度0.09731cm/s 曼曼德德汉汉流流型型分分布布图图的的适适用用范范围围第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 泰特尔的水平管流型分布图泰特尔的水平管流型分布图第五
23、章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 泰特尔流型分布图与曼德汉流型分布图的比较泰特尔流型分布图与曼德汉流型分布图的比较泰特尔流型转换界线曼德汉流型转换界线第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 例例水平管道直径水平管道直径0.253m,标准状态下，天然气输量标准状态下，天然气输量0.77m3/s，密度，密度0.722kg/m3，油流量，油流量0.008m3/s，密度为，密度为860kg/m3。管道压力下天然。管道压力下天然气密度气密度8.7kg/m3，油界面张力为，油界面张力为0.025N/m，油粘度为，油粘度为
24、9.810-3Pas。标准状态下空气密度标准状态下空气密度1.25kg/m3，水的粘度为，水的粘度为0.073N/m。用贝克法判。用贝克法判别流型。别流型。 解：管道截面积：解：管道截面积： 222/40.253 /40.0503ADm气相质量流量气相质量流量： 00.722 0.770.560/GGGWQkg s第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 例例水平管道直径水平管道直径0.253m,标准状态下，天然气输量标准状态下，天然气输量0.77m3/s，密度，密度0.722kg/m3，油流量，油流量0.008m3/s，密度为，密度为860kg/m3。
25、管道压力下天然。管道压力下天然气密度气密度8.7kg/m3，油界面张力为，油界面张力为0.025N/m，油粘度为，油粘度为9.810-3Pas。标准状态下空气密度标准状态下空气密度1.25kg/m3，水的粘度为，水的粘度为0.073N/m。用贝克法判。用贝克法判别流型。别流型。 液相质量流量：液相质量流量： 860 0.008 6.880/LLLWQkg s气相折算质量速度：气相折算质量速度： 2/0.56/0.0503 11.133/()GGJW Akg m s第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 例例水平管道直径水平管道直径0.253m,标准状态
26、下，天然气输量标准状态下，天然气输量0.77m3/s，密度，密度0.722kg/m3，油流量，油流量0.008m3/s，密度为，密度为860kg/m3。管道压力下天然。管道压力下天然气密度气密度8.7kg/m3，油界面张力为，油界面张力为0.025N/m，油粘度为，油粘度为9.810-3Pas。标准状态下空气密度标准状态下空气密度1.25kg/m3，水界面张力为，水界面张力为0.073N/m。用贝克法。用贝克法判别流型。判别流型。 液相质量折算速度：液相质量折算速度： 2/6.880/0.0503 136.779 /()LLJW Akg m s0.50.5(/ )(/)(8.7/1.205)(
27、0.86/1)2.492GLW 2 1/32 1/3(/)(/)(/) (73/25) 9.8 (1/0.86) 6.910WLLWWL 第五章气液两相流动第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 例例水平管道直径水平管道直径0.253m,标准状态下，天然气输量标准状态下，天然气输量0.77m3/s，密度，密度0.722kg/m3，油流量，油流量0.008m3/s，密度为，密度为860kg/m3。管道压力下天然。管道压力下天然气密度气密度8.7kg/m3，油界面张力为，油界面张力为0.025N/m，油粘度为，油粘度为9.810-3Pas。标准状态下空气密度标准状态下空气密
28、度1.25kg/m3，水的粘度为，水的粘度为0.073N/m。用贝克法判。用贝克法判别流型。别流型。 2/11.133/2.4924.467/()GJkgms2136.779 6.910945.143/()LJkgms查查改进的贝克流型图改进的贝克流型图，判断流型处于分层流和弹状流之间。，判断流型处于分层流和弹状流之间。 第五章气液两相流动第五章气液两相流动第一节第一节 多相混合物特征多相混合物特征 第二节第二节 气液两相流动基本方程式气液两相流动基本方程式 第三节第三节 气液两相流动流型和流型图气液两相流动流型和流型图 第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降第五章气液两相流动第四
29、节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降2221(1)()sin (1)(1)GLLGGLdpdxxdfdfgGdzAdzdz 气液两相流作分相流动压降气液两相流作分相流动压降21sinmGLdpdfdxxgGdzAdzdz气液两相流作均相流动压降气液两相流作均相流动压降第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降fgapppp p 总压力降总压力降； 摩擦阻力压力降；摩擦阻力压力降； fpgp 重位压力降；重位压力降； ap 加速压力降。加速压力降。 fgadpdpdpdpdzdzdzdz 以压力梯度表示的压降：以压力梯度表示的压降：以压力降形式表示为：以压力降
30、形式表示为：第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降 年代 计算方法名称1950年前苏联锅炉水循环计算法1947年阿尔曼特（）计算法1961年前苏联锅炉水力计算标准方法1965年米洛保尔斯基（）计算法1978年前苏联锅炉水力计算标准方法国内外气液两相流体摩擦阻力计算方法介绍国内外气液两相流体摩擦阻力计算方法介绍 第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降欧美采用的均相模型计算法欧美采用的均相模型计算法1947年洛克哈特（Lockhart）马蒂内里（Martinnelli）纳尔逊（Nelson）计算法1959年汤姆（
31、T(hom)计算法1965年巴洛齐（Baroczy）计算法1969年奇斯霍姆（Chisholm）计算法1972年多列查尔（Dolezal）计算法1983年林宗虎计算法1984年陈立勋计算法1983年我国电站锅炉水动力计算方法4.1摩阻压力降摩阻压力降第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降洛克哈特马蒂内里方法洛克哈特马蒂内里方法(/)fLdpdl(/)fGdpdl222/fffWmLWfLLLLLdpdpCdldlCJ第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降222/fffWmLWfLLL
32、LLdpdpCdldlCJ222/fffWmGWfGGGGGdpdpCdldlCJ 分别称为分液相折算系数、分气相折算系数。分别称为分液相折算系数、分气相折算系数。22,LG第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降222/WfffLLLLWfGGGLGGdpdpCJXdldlCJ马蒂内里（马蒂内里（Martinelli）参数）参数如果摩擦系数都可以按通用的布拉休斯公式计算，则有如果摩擦系数都可以按通用的布拉休斯公式计算，则有 2221GGLLLLGLGGGLJxXJx第五章气液两相流动2L2G、与与 X的关系曲线的关系曲线气水气水气油气油实
33、验实验内径内径1.5-25.8mm压强变化范围压强变化范围1.1-3.5atm第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降 奇斯霍姆依据洛马关系曲线提出了分液相折算系数、分奇斯霍姆依据洛马关系曲线提出了分液相折算系数、分气相折算系数与马蒂内里参数的关系式气相折算系数与马蒂内里参数的关系式2211LCXX 221GCXCX 第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降液相气相代号C值流态流态紊流层流紊流层流10001000
34、10001000紊流紊流层流层流1000100010001000ttlttlll2012105气液两相流的四种组合流动工况和系数气液两相流的四种组合流动工况和系数C 洛克哈特马蒂内里根据实验研究成果得出了截面含气率与马蒂内里参数的关洛克哈特马蒂内里根据实验研究成果得出了截面含气率与马蒂内里参数的关系曲线系曲线第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.1摩阻压力降摩阻压力降2 1/21(120)XXX 第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.2加速压力降加速压力降分相模型的加速压力降：分相模型的加速压力降： 222(1)(1)()(1
35、)(1)eeiiaeLGeiLiGxxxxp ixex进口处干度进口处干度出口处干度出口处干度第五章气液两相流动0ix 0i222(1)()1(1)eeLaLeGexxp 第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.2加速压力降加速压力降第五章气液两相流动均相模型的加速压力降均相模型的加速压力降 211() ()aeiGLpxx0ix 211()aeGLpx第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.2加速压力降加速压力降第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.3重位压力降重位压力降gmpgh(1)mGL 第五章气液两相流动第四节第四节 气液
36、两相流动压力降气液两相流动压力降4.4截面含气率截面含气率 年代 计算方法名称1947年阿尔曼特（）计算法1961年前苏联锅炉水力计算标准方法1971年米洛保尔斯基（）计算法1978年前苏联锅炉水力计算标准方法1964年克拉曼诺夫（K）计算法1948年马蒂内里（Martinnelli）纳尔逊（Nelson）计算法1964年汤姆（T(hom)计算法1965年奥斯马奇金（O）计算法1973年基赫宁柯（T）计算法1960年班可夫（Bankoff）计算法1969年沃利斯（allis）计算法1964年齐维（Zivi）计算法1983年我国电站锅炉水动力计算方法国内国内外气外气液两液两相截相截面含面含气率气
37、率计算计算方法方法介绍介绍 第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.4截面含气率截面含气率例例空气水混合物流过直立管道。管道内径空气水混合物流过直立管道。管道内径30mm，流型为环状流，空气流，流型为环状流，空气流量量0.1kg/s，密度，密度1.273kg/m3，动力粘度，动力粘度17.5106Pas；水流量为；水流量为0.2kg/s，密度密度1000 kg/m3，动力粘度，动力粘度1.519103Pas，用洛马法求截面含气率。，用洛马法求截面含气率。解：由于水、空气分别单独流过管道时的雷诺数为解：由于水、空气分别单独流过管道时的雷诺数为344 0.25588
38、0.03 1.159 10LLLeLLLJ dWRd 第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.4截面含气率截面含气率例例空气水混合物流过直立管道。管道内径空气水混合物流过直立管道。管道内径30mm，流型为环状流，空气流，流型为环状流，空气流量量0.1kg/s，密度，密度1.273kg/m3，动力粘度，动力粘度17.5106Pas；水流量为；水流量为0.2kg/s，密度密度1000 kg/m3，动力粘度，动力粘度1.519103Pas，用洛马法求截面含气率。，用洛马法求截面含气率。644 1.02447590.03 17.34 10GGGeGGGJ dWRd 51
39、0eLeGRR第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.4截面含气率截面含气率例例空气水混合物流过直立管道。管道内径空气水混合物流过直立管道。管道内径30mm，流型为环状流，空气流，流型为环状流，空气流量量0.1kg/s，密度，密度1.273kg/m3，动力粘度，动力粘度17.5106Pas；水流量为；水流量为0.2kg/s，密度密度1000 kg/m3，动力粘度，动力粘度1.519103Pas，用洛马法求截面含气率。，用洛马法求截面含气率。水、空气的摩擦因数分别为水、空气的摩擦因数分别为 0.250.250.07910.0791 (5588)0.009149fL
40、eLCR0.20.20.0460.046 (244759)0.003846fGeGCR第五章气液两相流动第四节第四节 气液两相流动压力降气液两相流动压力降4.4截面含气率截面含气率例例空气水混合物流过直立管道。管道内径空气水混合物流过直立管道。管道内径30mm，流型为环状流，空气流，流型为环状流，空气流量量0.1kg/s，密度，密度1.273kg/m3，动力粘度，动力粘度17.5106Pas；水流量为；水流量为0.2kg/s，密度密度1000 kg/m3，动力粘度，动力粘度1.519103Pas，用洛马法求截面含气率。，用洛马法求截面含气率。1/21/22222220.0091491.2730
41、.20.11010.00384610000.1fLLLfLGLfGGGfGLGCJCWXCJCW2 1/22 1/20.1101110.9386(1 20)(1 20 0.1101 0.1101 )XXX 第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型hyfraccddddddddppppzzzzmhydgsindpz重力压降：重力压降：第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压
42、降计算模型2mmmf rhdd2fpzdhmmm12.52262.0lg3.7065dfRef Colebrook(1939)摩擦压降：摩擦压降：第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型mcfabRe10000Re 5h1 00 .0 4d0.225hh0.094( /)0.53( /)add0.44h88.0( /)bd0.134h1.62( /)cd(Wood1966)(Wood1966) 第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气
43、液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型 1/12123/2m88/e1/()fRAB160.9h12.457ln7/0.27 /ARed 16(37530/)BRe(Churchill1977)第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型 hmm/15.0452lg2lg3.7065dARef (Chen1979)0.89811.1098hm( /)7.1492.8257dARemmhmmdRe 第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节
44、欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型 hhmmm/15.0213.02lglg3.73.7ddReRef (Zigrang和和Sylvester)第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型 加速度压降：加速度压降：wggmm2accgddddApzz 第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型1环空内的分散泡状流及泡状流压降计算模型
45、分散泡状流：mllgl(1)EEmllgl(1)EE泡状流：mlhlghl(1)EEmlhlghl(1)EE第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 充分发展的段塞流：第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 充分发展的段塞流：lsghyd1gsindpz lslllsglls(1)EEllslllsltbtbllsaccsud()()dEpzL第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五
46、节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 充分发展的段塞流：2lslsmfrhd(1)d2fpzd hlsmlslsdRe lslllsllls(1)EE第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 发展中的段塞流：第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 发展中的段塞流：*lstbahyd1gsindpz tballtba
47、gltba1EEtbllsllsltba*tb22EEgL第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 发展中的段塞流：*lslsfrhd1d2fpzd 2mlsmlslsdRe lslllsglls1EE第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型2环空内的段塞流压降计算模型 发展中的段塞流：llslllsltbtbllsaccsuddEpzL第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平
48、衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型3环空内的环状流压降计算模型 ilhlghle4d1gsind2pEEzd22ecipoddd1 30.62lslelllgl0.115dg第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.1环空内压降计算模型3环空内的环状流压降计算模型 2igs gie0 .512fd ie0.005 1.5fd2hlee4Edd第五章气液两相流动第五章气液两相流动第五节第五节 欠平衡钻井气液两相流动欠平衡钻井气液两相流动5.2钻头喷嘴压降计算模型 gg22wfdnupwfupgupl11ln02x ZRTxpppMpllggdnmnQQA第五章气液两相流动1、什么是截面含气率和截面含液率？、什么是截面含气率和截面含液率？2、什么是质量含气率和质量含液率？、什么是质量含气率和质量含液率？3、什么是体积含气率和体积含液率？、什么是体积含气率和体积含液率？4、什么是气相折算速度和液相折算速度？、什么是气相折算速度和液相折算速度？5、什么是漂移速度？、什么是漂移速度？