漂移通量

考虑到相间相对运动的运动影响,Simcenter STAR-CCM+ 提供了漂移通量模型。 相对运动可通过使用特定流态和热-水力条件的运动学本构方程来定义。

其中,v¯dr 为蒸汽相的平均漂移速度,定义如下:

1. EQUATION_DISPLAY
v¯dr=vv-j
(2940)

其中,vv 为蒸汽相的速度,j 为体积加权混合速度:

2. EQUATION_DISPLAY
j=αvvv+(1-αv)vl
(2941)

漂移速度可以使用运动学本构方程 [637] 指定,方程可写为:

3. EQUATION_DISPLAY
v¯dr=v¯dr(αv,σ,g,vm,pm,etc.)
(2942)

其中,σ 为表面张力系数,g 为重力。

如果已知漂移速度,则各个相的体积分数加权平均速度可估计为:

4. EQUATION_DISPLAY
vv=vm+ρlρmv¯drvl=vm-αvρv(1-αv)ρmv¯dr
(2943)

平均漂移速度 v¯dr 还可以表示为:

5. EQUATION_DISPLAY
v¯dr=[(C0-1)vm+vdr]ρmC0αvρv+(1-C0αv)ρl
(2944)

其中:

  • C0 为反映体积分数和速度分布中不均匀性的分布因子
  • vdr 为体积加权平均漂移速度,可以使用相应的本构方程进行估计。

相间速度比或滑移比 S,计算如下:

6. EQUATION_DISPLAY
S=vmρm+v¯drρlvmρm+v¯drρvαv1-αv
(2945)
Lellouche-Zolotar 相关性

这些衍生的相关性用于管状热交换器。 在气泡或搅动湍流气泡流态中,Lellouche 和 Zolotar [638] 建议使用以下相关性:

7. EQUATION_DISPLAY
vdr=C2[(ρl-ρg)ρl2σg]1/4(1-αv)1/2(1+αv)
(2946)

其中:

  • 在管束区域中,C2=1.41
  • 在管束上,C2=4.5
  • g 是重力
  • σ 为表面张力系数
8. EQUATION_DISPLAY
C0=L(κl+(1-κl)αvγ)
(2947)

其中:

9. EQUATION_DISPLAY
κl=κ0+(1-κ0)(ρg/ρl)1/4
(2948)
10. EQUATION_DISPLAY
κ0=[1+e-Re/105]-1
(2949)
11. EQUATION_DISPLAY
L=1-e-clαv1-e-cl
(2950)
12. EQUATION_DISPLAY
cl=4.0pcr2p(pcr-p)
(2951)
13. EQUATION_DISPLAY
γ=[1+1.57ρgρl1-κ0]
(2952)

pcr 为临界压力,对于蒸汽和水,值为 221.14105N /m2

此外,根据 [638] 中的建议,κ0 的值限制为:

κ0=min(0.8,κ0)

Re=min(Re,1.3863105)

雷诺数 Re 计算如下:

14. EQUATION_DISPLAY
Re=Gdμm
(2953)

其中:

  • d 为管束内的等效水力直径或管道上的内壳直径。
  • G 为进入发生器的次级侧的质量通量。
  • μm 为混合物的动力粘度