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第1章 多相流简介1

1.1 引言1

1.1.1 多相流范围1

1.1.2 多相流模型2

1.1.3 多相流符号3

1.1.4 大小分布函数5

1.2 运动方程7

1.2.1 平均化处理7

1.2.2 质量守恒连续方程8

1.2.3 散布相数目连续性9

1.2.4 菲克定律10

1.2.5 动量守恒连续方程11

1.2.6 散布相动量方程13

1.2.7 散布相相互作用补充说明14

1.2.8 能量守恒方程14

1.2.9 分离相之间的热交换18

1.3 与湍流的相互作用19

1.3.1 粒子和湍流19

1.3.2 对湍流稳定性的作用21

1.4 运动方程补充说明22

1.4.1 平均化处理22

1.4.2 平均化处理对平均运动的影响23

1.4.3 管路流动中的平均化处理24

1.4.4 组合相方程建模24

1.4.5 质量、力及能量相互作用项25

第2章 单个粒子运动26

2.1 引言26

2.2 球体绕流27

2.2.1 高雷诺数球体绕流流动27

2.2.2 低雷诺数球体绕流流动29

2.2.3 分子效应33

2.3 非定常特性的作用33

2.3.1 粒子非定常运动33

2.3.2 浓度对附加质量的影响36

2.3.3 非定常势流流动36

2.3.4 非定常斯托克斯流动39

2.4 粒子运动方程43

2.4.1 运动方程43

2.4.2 相对运动的大小47

2.4.3 浓度对粒子运动方程的影响48

2.4.4 浓度对粒子阻力的影响49

第3章 空泡与雾滴平动53

3.1 引言53

3.2 平动引起的变形53

3.2.1 量纲分析53

3.2.2 空泡形状和终端速度55

3.3 马兰戈尼效应57

3.4 皮叶克尼斯力60

3.5 生长或破裂中的空泡61

第4章 空泡生长及破裂64

4.1 引言64

4.2 空泡生长及破裂64

4.2.1 Rayleigh-Plesset方程64

4.2.2 空泡内容物66

4.2.3 不考虑热效应时的空泡生长69

4.2.4 不考虑热效应时的空泡破裂71

4.2.5 汽/气泡稳定性72

4.3 热效应74

4.3.1 热效应对生长的影响74

4.3.2 热控制生长76

4.3.3 空化与沸腾78

4.3.4 质量扩散对空泡生长的作用78

4.4 振荡空泡80

4.4.1 空泡固有频率80

4.4.2 非线性效应83

4.4.3 整流质量扩散84

第5章 空化86

5.1 引言86

5.2 空泡空化的主要特点86

5.2.1 空化初生86

5.2.2 空化空泡破裂88

5.2.3 空泡破裂过程中的形状扭曲90

5.2.4 空化破坏92

5.3 空化空泡93

5.3.1 空化空泡观察93

5.3.2 空化噪声96

5.3.3 空化发光101

第6章 沸腾及凝结102

6.1 引言102

6.2 水平表面102

6.2.1 池沸腾102

6.2.2 核态沸腾104

6.2.3 膜态沸腾105

6.2.4 Leidenfrost效应106

6.3 竖直表面107

6.3.1 膜态沸腾108

6.4 凝结109

6.4.1 膜态凝结110

第7章 流态111

7.1 引言111

7.2 多相流拓扑结构111

7.2.1 多相流流态111

7.2.2 流型谱示例112

7.2.3 泥浆流动流型115

7.2.4 竖直管路流动115

7.2.5 流态分类117

7.3 散布流型的界限119

7.3.1 散布相的分离与弥散119

7.3.2 示例：水平管路流动120

7.3.3 粒子大小及粒子碎裂122

7.3.4 流动决定空泡大小的例子122

7.3.5 泡状流动及雾态流动的界限124

7.3.6 其他泡状流动的界限125

7.3.7 其他粒子大小的作用125

7.4 非同质不稳定性125

7.4.1 散布混合物稳定性126

7.4.2 竖直流动中的非同质不稳定性128

7.5 分离流动界限131

7.5.1 开尔文-亥姆霍兹不稳定性131

7.5.2 分层流动不稳定性133

7.5.3 环状流动不稳定性134

第8章 内部流动能量转换135

8.1 引言135

8.2 散布流动中的摩擦损失135

8.2.1 水平流动135

8.2.2 同质流动摩擦137

8.2.3 异质流动摩擦138

8.2.4 竖直流动140

8.3 分离流动中的摩擦损失141

8.3.1 两种组分的流动141

8.3.2 含有相变的流动146

8.4 泵和水轮机中的能量转换149

8.4.1 泵中的多相流149

第9章 同质流动153

9.1 引言153

9.2 同质流动控制方程153

9.3 声速154

9.3.1 基本分析154

9.3.2 高频处的声速157

9.3.3 具有相变的声速158

9.4 正压关系式161

9.5 喷嘴流动163

9.5.1 一元分析163

9.5.2 汽/液喷嘴流动168

9.5.3 凝结震激171

第10章 考虑空泡动力学特性的流动174

10.1 引言174

10.2 基本方程174

10.3 泡状混合物声学特性175

10.3.1 分析175

10.3.2 与试验比较177

10.4 泡状流动中的激波179

10.4.1 正激波分析179

10.4.2 激波结构182

10.4.3 斜激波184

10.5 有限空泡群185

10.5.1 球形空泡群固有模态185

10.5.2 球形空泡群响应188

第11章 考虑气体动力学特性的流动191

11.1 引言191

11.2 含尘气体控制方程191

11.2.1 基本方程191

11.2.2 考虑空气动力学特性的同质流动192

11.2.3 速度和温度弛豫194

11.3 正激波195

11.4 声阻尼197

11.5 其他线性摄动分析200

11.5.1 层流流动稳定性200

11.5.2 波状壁面上的流动201

11.6 小滑移摄动202

第12章 雾化204

12.1 引言204

12.2 雾化成形分类204

12.3 海洋雾化205

12.4 雾化成形206

12.4.1 空泡雾化成形206

12.4.2 风剪切雾化成形207

12.4.3 初始层流射流雾化成形209

12.4.4 湍流射流雾化成形210

12.5 单个雾滴的力学特性214

12.5.1 单个雾滴汽化214

12.5.2 单个雾滴燃烧216

12.6 雾化燃烧219

第13章 颗粒流动222

13.1 引言222

13.2 粒子相互作用模型223

13.2.1 计算机模拟225

13.3 流型225

13.3.1 量纲分析225

13.3.2 流型的流变特性226

13.3.3 流型边界228

13.4 慢速颗粒流动228

13.4.1 运动方程228

13.4.2 摩尔-库仑模型229

13.4.3 漏斗流动229

13.5 快速颗粒流动231

13.5.1 引言231

13.5.2 快速流动方程示例232

13.5.3 边界条件235

13.5.4 计算机模拟235

13.6 间质流体的作用236

13.6.1 引言236

13.6.2 粒子碰撞236

13.6.3 间质流体作用分类238

第14章 漂移通量模型240

14.1 引言240

14.2 漂移通量法241

14.3 漂移通量分析示例241

14.3.1 竖直管路流动241

14.3.2 流化床244

14.3.3 池沸腾危机245

14.4 管路流动修正249

第15章 系统不稳定性251

15.1 引言251

15.2 系统结构251

15.3 准静态稳定性253

15.4 准静态不稳定性示例254

15.4.1 透平机械喘振254

15.4.2 Ledinegg不稳定性255

15.4.3 Geyser（间歇喷泉）不稳定性256

15.5 浓度波256

15.6 动态多相流不稳定性258

15.6.1 动态不稳定性258

15.6.2 空化泵中的空化喘振258

15.6.3 返水振荡与凝结振荡259

15.7 传递函数262

15.7.1 非定常内部流动法262

15.7.2 传递函数263

15.7.3 均匀同质流动264

第16章 运动波267

16.1 引言267

16.2 两种组分的运动波267

16.2.1 基本分析267

16.2.2 液窒工况下的运动波速度269

16.2.3 定常流动中的运动波270

16.3 两种组分的运动震激271

16.3.1 运动震激关系式271

16.3.2 运动震激稳定性272

16.3.3 可压缩性和相变的作用273

16.4 运动波分析示例275

16.4.1 批量沉积275

16.4.2 空化泵的动力学特性277

16.5 二元运动波280

参考文献282

索引313