本書以核動力裝置中氣液流動和水下運動體空泡流動為主要對象，介紹兩相水力學(xué)的基本概念、基本原理和計算、分析方法。全書分9章，包括氣液兩相流動的研究方法、流型和流型圖、數(shù)學(xué)模型與基本方程、空泡份額的計算、壓降的計算、臨界流動、流動不穩(wěn)定性、倒U形傳熱管內(nèi)兩相流動倒流和水下運動體外部的空泡流動等內(nèi)容。為便于讀者深入學(xué)習(xí)，每章后附有相關(guān)的參考文獻(xiàn)和少量習(xí)題。
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目錄
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 研究方法 1
1.3 基本宏觀物理量 2
1.3.1 相標(biāo)識 2
1.3.2 基本物理量 3
習(xí)題1 8
參考文獻(xiàn) 9
第2章 兩相流動的流型與流型圖 10
2.1 流型與流型圖的特點 10
2.2 垂直管與水平管中的流型 11
2.2.1 垂直絕熱管中向上流動 11
2.2.2 水平絕熱管中的流動 12
2.2.3 垂直加熱管中向上流動 14
2.2.4 水平加熱管中的流動 15
2.3 流型圖 16
2.4 傾斜管中的流型與流型圖 19
2.5 U形管中流型及其流型圖 20
2.6 棒束或管束中的流型與流型圖 22
2.6.1 兩相流縱向沖刷棒束 22
2.6.2 橫掠管束時的流型 23
2.7 特殊工況下的流型 24
2.7.1 阻液與倒流現(xiàn)象 24
2.7.2 臨界熱流后流動膜態(tài)沸騰流型 25
2.7.3 失水事故再淹沒階段中的流型 25
2.8 流型之間的過渡準(zhǔn)則 26
2.8.1 基本無量綱組合量 26
2.8.2 水平流動 27
2.8.3 垂直流動 29
習(xí)題2 32
參考文獻(xiàn) 32
第3章 數(shù)學(xué)模型與基本方程 33
3.1 概述 33
3.2 單相流體一維流動的基本方程 34
3.2.1 連續(xù)方程 34
3.2.2 動量方程 34
3.2.3 能量方程 35
3.3 分相流模型的基本方程 35
3.3.1 分相流模型概述 35
3.3.2 連續(xù)方程 36
3.3.3 動量方程 36
3.3.4 能量方程 38
3.4 均相流模型的基本方程 39
3.4.1 均相流模型概述 39
3.4.2 連續(xù)方程 40
3.4.3 動量方程 40
3.4.4 能量方程 41
3.4.5 動量方程與能量方程的比較 41
3.4.6 狀態(tài)方程式 42
習(xí)題3 43
參考文獻(xiàn) 44
第4章 空泡份額的計算 45
4.1 概述 45
4.2 滑速比模型 45
4.3 Smith混臺相-單相并流模型 47
4.4 變密度模型 48
4.4.1 圓管內(nèi)和無限長平板間通道 48
4.4.2 矩形通道 50
4.5 Zivi最小熵增模型 53
4.5.1 不考慮壁面摩擦的情況 54
4.5.2 考慮壁面摩擦的情況 54
4.5.3 氣相有夾帶的情況 55
4.5.4 考慮壁面摩擦且氣相有夾帶的情況 56
4.6 漂移流模型 59
4.6.1 圓管空泡份額計算式 59
4.6.2 不同流型下的空泡份額 62
4.7 Levy動量交換模型 64
4.8 環(huán)狀流空泡份額的解析分析法 66
4.8.1 純環(huán)狀流基本關(guān)系 66
4.8.2 氣芯夾帶液滴的情況 71
4.9 空泡份額的其他計算方法 72
4.9.1 Hughmark方法 72
4.9.2 Thom方法 73
4.9.3 Lockhart-Martinelli方法 74
4.9.4 非圓形通道關(guān)系式 74
4.10 不同模型計算結(jié)果的比較 75
4.11 欠熱沸騰區(qū)空泡份額的計算 80
4.11.1 流動區(qū)域劃分 80
4.11.2 Bowring方法 82
4.11.3 Rouhani方法 84
4.11.4 Levy方法 87
習(xí)題4 89
參考文獻(xiàn) 89
第5章 兩相流動壓降的計算 91
5.1 概述 91
5.2 分相模型的流道壓降計算 92
5.2.1 加速壓降 92
5.2.2 重力壓降 92
5.2.3 摩擦壓降 93
5.3 均相模型的流道壓降計算 102
5.3.1 加速壓降 102
5.3.2 重力壓降 103
5.3.3 摩擦壓降 104
5.4 兩相流動壓降的其他計算方法 107
5.4.1 Baroczy方法 108
5.4.2 Chisholm方法 112
5.4.3 Friedel經(jīng)驗式 113
5.4.4 蘇聯(lián)鍋爐水動力計算方法 113
5.4.5 實用推薦計算式 115
5.5 兩相局部壓降計算 116
5.5.1 漸變接頭 116
5.5.2 突變接頭 117
5.5.5 突縮接頭 119
5.5.4 彎頭 120
5.5.5 三通、閥門和其他連接管件 122
5.5.6 孔板 123
習(xí)題5 126
參考文獻(xiàn) 127
第6章 氣液兩相臨界流動 128
6.1 概述 128
6.2 單相臨界流動 129
6.3 兩相臨界流模型 131
6.4 兩相臨界流動的計算 134
6.4.1 兩相臨界流動的均相平衡模型計算方法 134
6.4.2 兩相臨界流的分相模型計算方法 136
6.5 流動準(zhǔn)則 159
6.5.1 單相臨界流動準(zhǔn)則的簡要回顧 159
6.5.2 兩相臨界流動準(zhǔn)則 159
習(xí)題6 161
參考文獻(xiàn) 161
第7章 氣液兩相流動不穩(wěn)定性 163
7.1 概述 163
7.2 兩相界面不穩(wěn)定性 163
7.3 兩相流動不穩(wěn)定特性 169
7.3.1 不穩(wěn)定性概述 169
7.3.2 典型兩相流動不穩(wěn)定性機(jī)理與特征 172
7.4 兩相流動不穩(wěn)定性分析 180
7.4.1 靜態(tài)不穩(wěn)定性分析 180
7.4.2 動態(tài)不穩(wěn)定性的線性分析 183
7.4.3 兩相流動不穩(wěn)定性的非線性分析 207
習(xí)題7 213
參考文獻(xiàn) 214
第8章 倒U形傳熱管內(nèi)兩相倒流分析 215
8.1 概述 215
8.2 倒U形傳熱管內(nèi)倒流特性分析模型 216
8.2.1 摩擦壓降計算 216
8.2.2 重力壓降計算 217
8.2.3 加速壓降與局部壓降計算 221
8.3 倒U形傳熱管倒流特性的計算 222
8.4 倒流影響因素分析 225
8.5 正流流量漂移現(xiàn)象 239
習(xí)題8 243
參考文獻(xiàn) 244第9章 水下運動體外部的空泡流動 245
9.1 概述 245
9.1.1 空泡形成機(jī)理及其危害 245
9.1.2 超空泡現(xiàn)象及其應(yīng)用 247
9.2 亞聲速細(xì)長錐型射彈超空泡形態(tài)分析 250
9.2.1 水下亞聲速射彈可壓縮超空泡流動數(shù)學(xué)模型 250
9.2.2 水下亞聲速射彈超空泡形態(tài)近似解 252
9.2.3 水下亞聲速射彈超空泡形態(tài)計算結(jié)果與分析 256
9.3 超聲速細(xì)長錐形射彈超空泡形態(tài)分析 257
9.3.1 水下超聲速射彈可壓縮超空泡流動數(shù)學(xué)模型 257
9.3.2 水下超聲速射彈超空泡形態(tài)近似解 259
9.3.3 水下超聲速射彈超空泡形態(tài)計算結(jié)果與分析 260
9.4 亞超聲速細(xì)長錐射彈超空泡流離散遞推算法 262
9.4.1 考慮重力和壓縮性的超空泡流動數(shù)學(xué)問題 262
9.4.2 水下亞、超聲速條件下的積分-微分方程 263
9.4.3 積分-微分方程的離散及迭代解法 264
9.4.4 重力及壓縮性對超空泡流動的影響分析 265
9.5 低亞聲速射彈垂直入水段超空泡流數(shù)值分析 271
9.5.1 流固耦合的有限元數(shù)學(xué)模型 271
9.5.2 典型算例及結(jié)果驗證 272
9.5.3 低亞聲速射彈垂直入水段數(shù)值計算 274
9.6 水下回轉(zhuǎn)體水平運動超空泡流動數(shù)值分析 278
9.6.1 均相混合物模型流動的基本方程 278
9.6.2 傳輸方程的主要空化模型 279
9.6.3 數(shù)值計算方法的主要特點 280
9.6.4 部分典型計算結(jié)果及分析 280
習(xí)題9 284
參考文獻(xiàn) 284
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