文档介绍：第4章多相流管网水力特征与水力计算
液气两相流管网水力特征与水力计算
工程背景:
建筑排水管网
空调凝结水管网
蒸汽供暖管网
液气两相流管网水力特征
建筑内部排水流动特点及水封
(1)流动特点
气、液、固均存在,固体物较少,可视为液气两相流。
水量、气压随时间变化幅度大。
流速随空间变化剧烈。横支管进入立管,流速激增,水、气混合;立管进入横总管,流速急降,水、气分离。
(2)水封
水封
水封位置
水封高度
水封破坏
横管内水流状态
(1)能量
(2)状态
图4-1-1 横管内水流状态示意图
1-水膜状高速水流;2-气体
V0——竖直下落末端水流速度;
he——横管断面水深;
v——he水深时的水流速度;
K——与连接形式有关的能量损失系数;
(3)管内压力
1)横支管内压力变化
2)横干管内压力变化
更为剧烈。特别注意对建筑下部几层横支管的影响,要与横干管保持一定的垂直距离。
立管中水流状态
排水立管上接各层排水横支管,下接横干管或排出管,立管内水流呈竖直下落流动状态,水流能量转换和管内压力变化剧烈。
(1)排水立管水流特点
1)断续的非均匀流
2)水气两相流
3)管内压力变化
图4-1-3 排水管内压力分布示意图
(2)排水立管中水流流动状态
1)附壁螺旋流。排水量较小,立管中心气流仍旧正常,气压较稳定。这种状态历时很短。
2)水膜流。有一定厚度的带有横向隔膜的附壁环状流。随水流下降流速的增加,水膜所受管壁摩擦力增加。当水膜受向上的管壁摩擦力与重力达到平衡时,下降速度和厚度不再发生变化,这时的流速叫终限流速(vt)。从横支管水流入口至终限流速形成处的高度叫终限长度(lt)。横向隔膜不稳定,形成与破坏交替进行。在水膜流阶段,立管内气压有波动,但其变化不会破坏水封。
3)水塞流。随排水量继续增加,水膜厚度不断增加,隔膜下部压力不能冲破水膜,最后形成较稳定的水塞。水塞向下运动,管内气体压力波动剧烈,水封破坏,整个排水系统不能正常使用。
这3个阶段流动状态的形成与管径和排水量有关。也就是与水流充满立管断面的大小有关。
排水立管内的水流状态应为水膜流。实验表明,在设有专用通气立管的排水系统中: