什么是气液两相流动?

气液两相混合物在管道中的流动是工艺装置中常见的流体流动过程之一，具有单相 流动中所不存在的许多复杂因素。其流动状态不能仅由滞流和湍流确定，而是要取决于不同 的流动形态(分层流、泡状流、雾状流、波状流、环状流、块状流、塞状流)和两相间的自由 界面等因素，这些因素使问题变得很复杂，因而迄今尚没有一种完善的方法普遍地适用于各 种不同的两相流动计算，往往需要根据工程经验采用不同方法并根据不同的情况加以修正。

由于气液两相流动的复杂性，根据以往的设计经验，提出以下几项设计原则：

(1)垂直管内介质向上流动的稳定性。在气液两相流中，气相流速增加，静压头损失随 之减少，而摩擦损失却随气相流速增加而增加。此时，越来越多的液相被吹走而为气相所取 代。因此，在给定气液相质量流率比值时，如果管径固定，则垂直管道总压力降在某一气相 流速下有一最小值；如果气相流速不变，则总压力降在某管径下有一最小值。

(2)利用稳定性原则确定两相流垂直管道的管径。对有机液体和石油馏分，可按下式近

似地计算管径。

式 中 9mg——两相中气相质量流量， kg/h;

Pg 、P₁—— 两相中气相或液相的密度，kg/m³;

x—— 两相中气相的质量分数；

d;—— 管内径，mm。

上式适用于下列特性的介质和类似性质的介质。

(3)避免雾状流的最大流速。雾状流是不可逆流区，在正常操作条件下， 一般不能将雾 状流返回到其他的两相流区。因此，设计时对进人分馏塔、气液分离器和其他相分离设备内 的两相流管道，应避免雾状流区，以利于两相分离。

(4)两相流管道冲蚀。两相流管道经常发生冲蚀现象，特别是在高流速的环状流或雾状流 区域，更易形成冲蚀现象。由于两相流的特性、工作对象和管道材质都是影响冲蚀的重要因 素，很难将三者作用以数学式关联。因此用经验判断式um<195p⁰-5 计算避免发生冲蚀的流速。