다상 흐름

유체역학에서 다상류란 두 개 이상의 ^[1]열역학상을 가진 물질의 동시류입니다.캐비테이션 펌프와 터빈에서 제지 및 플라스틱 건설에 이르기까지 사실상 모든 가공 기술은 어떤 형태의 다상 흐름을 수반합니다.그것은 또한 많은 자연 ^[2]현상에서도 널리 퍼져있다.

이러한 단계는 하나의 화학 성분(예: 물 및 수증기 흐름) 또는 여러 다른 화학 성분(예: 기름 및 ^[3]물의 흐름)으로 구성될 수 있습니다.위상은 연속적으로 연결된 공간의 영역을 점유하는 경우(위상이 분리된 공간의 영역을 점유하는 경우 분산되는 것이 아니라) 연속적인 것으로 분류됩니다.연속상은 기체 또는 액체일 수 있습니다.분산 단계는 고체, 액체 또는 ^[4]기체로 구성될 수 있습니다.

분산 흐름과 분리된 흐름의 두 가지 일반적인 토폴로지를 식별할 수 있습니다. 전자는 연속 위상 내에서 분포된 유한 입자, 낙하 또는 기포로 구성되며, 후자는 ^[1][2]계면으로 분리된 두 개 이상의 연속 유체 스트림으로 구성됩니다.

역사

다상흐름의 연구는 유체역학 및 열역학의 발전과 강하게 연관되어 있다.중요한 초기 발견은 아르키메데스의 법칙으로 알려지게 된 부력의 법칙을 가정한 시라쿠사의 아르키메데스에 의해 이루어졌습니다. 부력의 법칙은 다상 ^[5]흐름을 모델링하는데 사용됩니다.

20세기 중반에는 핵 비등 기술이 발전하여 화학 및 공정 산업을 위한 최초의 2상 압력 강하 모델이 형성되었다.특히 록하트와 마르티넬리(1949)^[6]는 수평으로 분리된 2상 흐름의 마찰 압력 강하 모델을 제시하여 오늘날에도 여전히 사용되는 매개변수를 도입했다.1950년과 1960년 사이에 항공우주 및 핵 분야의 집중적인 작업이 2상 흐름에 대한 추가 연구를 촉발시켰다.1958년 소련의 과학자 텔레토프가 ^[7]2상 흐름에 대한 가장 초기의 체계적인 연구 중 하나를 수행했다.베이커(1965)^[8]는 수직 흐름 ^[9]방식에 대한 연구를 수행했다.

1970년대 이후 ^[10]세계경제에 의한 석유의존도가 높아짐에 따라 특히 석유산업의 맥락에서 다상흐름이 광범위하게 연구되어 왔다.

1980년대에는 흐름 패턴을 다른 파이프 기울기와 직경, 그리고 다른 압력과 흐름에 모델링함으로써 다상 흐름의 추가 모델링이 이루어졌다.1990년대 컴퓨팅 파워의 발전으로 다상 흐름 모델링에 대한 모델링 기법이 더욱 복잡해졌고, 이전에는 1차원 문제로 제한되었던 흐름이 3차원 ^[9]모델로 밀려날 수 있었다.

개별 위상 흐름 속도를 측정하는 데 사용되는 MFM(Multiphase Flow Metering Technology) 개발 프로젝트는 1990년대에 등장했다.이 기술의 배경에는 북해의 주요 유전에서 예상되는 생산 감소가 있었다.초기 시제품을 개발한 석유 회사에는 BP와 Texaco가 포함되었고, MFMS는 이제 어디서나 사용할 수 있게 되었고, 이제는 새로운 분야 ^[11]개발을 위한 주요 계량 솔루션이 되었습니다.

예와 응용 프로그램

다상 흐름은 많은 자연 현상에서 정기적으로 발생하며, 다양한 산업 내에서 잘 문서화되어 있으며 매우 중요하다.

자연에서

하천의 침전물 수송은 다상류이며, 부유 입자는 연속 ^{[citation needed]}유체상과 상호작용하는 분산 2상으로 처리된다.

작은 규모의 다상 흐름의 예로는 다공질 구조물 내를 들 수 있다.기공 구조 모델링은 ^[12]다아시의 법칙을 사용하여 암석을 통과하는 지하수 흐름과 같은 다공질 매체를 통해 체적 유량을 계산할 수 있도록 합니다.혈류(플라즈마는 액체상,^[13] 적혈구는 고체상을 구성하는 것)와 같은 살아있는 유기체의 몸 안에서 더 많은 예가 발생한다.또한 고형 음식 입자와 물이 동시에 ^[14]흐르면서 인체의 장내를 흐른다.

업계에서는

대부분의 처리 기술은 다상 흐름을 수반합니다.산업에서의 다상 흐름의 일반적인 예는 유동층입니다.이 장치는 고액 혼합물을 결합하여 ^[15]액체처럼 움직이게 한다.또 다른 예로는 물 전해,^[16] 원자로의 거품 흐름, 연소로의 가스 입자 흐름, 펄프 및 제지 산업 ^[17]내 섬유 현탁 흐름이 있다.

석유 및 가스 산업에서 다상 흐름은 종종 석유, 물 및 가스의 동시 흐름을 의미합니다.이 용어는 화학 주입 또는 다양한 유형의 억제제가 ^[18][19]있는 일부 분야의 흐름 특성에도 적용할 수 있습니다.석유 공학에서 시추액은 기체 고체로 구성됩니다.또, 파이프라인 통과중의 원유는, 가스-오일수 3상 ^[10]흐름이다.

종류들

다상 흐름의 가장 일반적인 클래스는 2상 흐름이며, 여기에는 기액 흐름, 기액 흐름, 액액 흐름 및 액액 흐름이 포함됩니다.이러한 흐름은 가장 많이 연구되고 있으며 업계의 맥락에서 가장 큰 관심을 끌고 있습니다.다상 흐름의 다른 패턴을 흐름 방식이라고 ^[9][20]합니다.

2상 액체 가스 파이프라인 흐름

파이프의 흐름 패턴은 파이프의 지름, 유체의 물리적 특성 및 유량에 따라 결정됩니다.속도 및 기액비가 증가하면 "거품 흐름"이 "미스트 흐름"으로 전환됩니다.액체가 높은 기체비에서는 액체가 연속상을 형성하고 낮은 값에서는 분산상을 형성합니다.플러그와 슬러그의 흐름에서 기체는 액체보다 더 빨리 흐르고 액체는 분리되고 다음 액체 슬러그가 ^[3]따라잡을 때까지 속도가 감소하는 '슬러그'를 형성합니다.

수평 2상^[21][3] 흐름의 흐름 방식

정권	묘사
버블/분산 버블 플로우	가스 [21]유량이 적은 큰 액체 유량으로 발생합니다.액체 연속상 전체에 걸쳐 기포가 분산되거나 부유됩니다.이 흐름의 일반적인 특징은 시공간 영역의 버블의 이동 및 변형 인터페이스와 인터페이스 간의 복잡한 상호작용입니다.이 흐름은 이상 분리됨, 상호 작용 거품, 이탈 난류 및 [22]클러스터로 더 크게 분류할 수 있습니다.부력에 의해 파이프 [9]상부에 기포가 떠다니기 쉽다.
플러그 플로우	증기 유량이 [21]적은 상태에서 유량이 증가하면 발생합니다.속도가 일정하다고 가정되는 액체 상태의 가스 플러그는 부력에 [9][23]의해 파이프 상부의 파이프를 통해 간헐적으로 흐르는 파이프 단면을 덮는 '플러그', 본질적으로 '구형' 기포입니다.
층류	계면에 의해 분리되는 기체와 액체의 흐름.이것은 파이프 바닥의 액체가 층화되는 원인이 되는 중력이 지배할 때 발생합니다.수평 파이프라인 또는 약간 경사진 파이프라인에서 가장 일반적입니다.저속에서는 부드러운 계면이 발생하는 반면 고속에서는 파동이 나타납니다.[24]
웨이브 플로우	기액 흐름은 병렬 흐름으로 특징지어지며, 이들 사이의 계면은 낮은 가스 속도에서 평평하며, 속도가 증가할 때 섭동으로 인해 파동이 나타난다.예를 들면 [25]바다의 파도가 있을 것이다.
슬러그 플로우	분산 가스 기포가 포함된 액체 '슬러그'의 간헐적 시퀀스로 정의되며, 더 긴 기포와 더 넓은 폭의 기포가 번갈아 나타납니다.속도가 [26]일정하게 유지되더라도 불안정한 흐름 상태.
고리형 흐름	기액 흐름의 액막이 코어를 흐르는 기체로 고리 모양으로 채널 벽을 덮을 때 발생합니다.코어에는 액체 방울도 포함될 수 있습니다. 이 경우를 고리 모양의 [27]분산 흐름이라고 합니다.
미스트/분산 미스트 흐름	매우 높은 가스 [21]유량으로 발생합니다.연속된 단계에서 분산 단계가 중단되는 것이 특징이다.기액 흐름의 경우, 액체 입자가 연속적인 [28]기상에서 부유할 때 발생합니다.

수직 흐름에서는 축 대칭이 존재하며 흐름 패턴이 더 ^[2]안정적입니다.단, 슬러그 플로우 진동이 발생할 수 있습니다.여기에는 수평 흐름 방식을 적용할 수 있지만 파이프 방향으로 작용하는 부력에 의해 입자의 분포가 보다 균일하다는 것을 알 수 있습니다.

슬러그 플로우가 고장나 액체가 진동하는 불안정한 상태가 될 때 커플 플로우가 발생합니다.

고리 모양의 흐름은 고리 모양의 흐름 상태에 존재하는 액체 '위스'로 특징지어집니다.아마도 파이프를 덮고 있는 액막의 고농도의 액체 방울이 응집되었기 때문일 것이다.이 상태는 높은 ^[9]질량 흐름에서 발생합니다.

액체 고체 흐름

유압 수송은 고체 입자가 연속적인 액상으로 분산되는 흐름으로 구성됩니다.이러한 흐름은 종종 슬러리 흐름이라고 합니다.응용 분야에는 석탄과 광석을 ^[1]진흙 흐름으로 운반하는 것이 포함된다.

서스펜션은 다음 그룹으로 분류됩니다.입자가 액체 내에서 균일하게 분포하는 미세 서스펜션과 입자가 주로 수평 파이프의 하단 절반에서 액체보다 저속으로 이동하고 수직 파이프의 액체보다 현저히 낮은 속도로 이동하는 거친 서스펜션를 클릭합니다.^[3]

가스 고체 파이프라인 흐름

기체-고체 2상 흐름은 화학 공학, 전력 공학 및 야금 공학에 널리 존재합니다.대기 오염 및 배관 침식 저감, 제품 품질 향상 및 공정 효율 향상을 위해 공기 운반(압가스를 사용하여 유동을 유도)에 의한 2상 유량의 흐름 파라미터 측정이 점차 ^[29]보급되고 있다.

기체 고체 흐름의^[3] 흐름 방식

정권	묘사
균일한 부유 흐름	파이프의 전체 길이에 걸쳐 입자가 횡단면에 고르게 분포되어 있습니다.
균일하지 않은 부유 흐름	흐름은 위의 설명과 비슷하지만 파이프의 하부에 입자가 우선적으로 흐르는 경향이 있으며 특히 입자가 클 때 발생합니다.
슬러그 플로우	입자가 반송 라인에 들어오면 완전히 가속되기 전에 가라앉는 경향이 있습니다.그것들은 모래 언덕을 형성하고, 그 다음 하류로 휩쓸려 내려가 파이프라인에 따라 입자의 고르지 않은 세로 분포를 형성합니다.
사구류	입자가 위와 같이 모래언덕에 가라앉으면 모래언덕은 정지된 상태를 유지하며 모래언덕 위로 입자가 전달되고 모래언덕에서 다음 모래언덕으로 휩쓸려 갑니다.
이동 침대	입자는 공급 지점 근처에 가라앉아 파이프 바닥에 연속 바닥을 형성합니다.침대는 파이프 길이 전체에 걸쳐 서서히 발달하여 천천히 앞으로 나아갑니다.침대 위에는 수직 방향으로 속도 경사가 있고 침대 위에는 매달린 형태로 운반이 계속됩니다.
고정 침대	그러나 움직이는 침대와 마찬가지로 침대 위에서는 입자의 움직임이 거의 또는 전혀 없습니다.속도가 충분히 낮으면 파이프가 막힐 수 있을 때까지 침대가 쌓입니다.
플러그 플로우	슬러그 플로우에 이어 정지된 사구를 형성하는 대신 입자가 차단을 일으킬 때까지 단면 위로 점차 쌓이지만, 이는 사구 플로우보다 덜 흔하다.

3상 이상

3상 흐름도 실질적으로 중요합니다.예를 들어 다음과 같습니다.

1. 기액-고체 흐름: 이러한 유형의 시스템은 혼합물에 부유된 고체 촉매 입자에 의해 기액 반응이 촉진되는 2상 유동층 및 가스 리프트 화학 반응기에서 발생합니다.또 다른 예로는 촉매 ^[9]존재 하에서 광물을 분리하여 기액 반응을 하는 방법으로서 거품 부상에 있다.
2. 3상, 기액-액체 흐름: 증기와 불용성 액상의 혼합물은 화학 공학 공장에서 흔히 볼 수 있습니다.예를 들어 오일 회수 시스템의 가스-오일-물 흐름과 증기/탄화수소 ^[20]응축 시스템의 불용성 응축수-증기 흐름이 있다.또 다른 예는 석유, 물, 천연가스의 흐름이다.이러한 흐름은 액체 혼합물의 응축 또는 증발(예:^[9] 증기 또는 탄화수소의 응축 또는 증발)에서 발생할 수 있습니다.
3. 고체-액체-액체 흐름:파이프라인에서 ^[9]오일과 물이 혼합된 모래가 그 예입니다.

다단계 흐름은 3단계에만 제한되지 않습니다.4상류계의 예로는 예를 들어 직접 접촉 동결 결정화가 있으며, 직접 접촉 동결 결정화는 결정이 형성되는 용액에 부탄 액체를 주입하여 액체 부탄의 증발로 인해 동결이 발생한다.이 경우 부탄액, 부탄증기, 용질상, 결정상(고체상)^[20]의 4상이다.

특성.

모델링

여러 위상이 존재하기 때문에 단상 흐름의 조건에 비해 흐름의 특성을 기술하고 수량화하는 데 상당한 어려움이 있습니다.속도 분포는 한 지점에서 각 위상의 속도에 대한 지식이 부족하기 때문에 계산하기가 어렵습니다.

Navier-Stokes 방정식을 풀어서 유체 위상을 연속체로 취급하는 오일러-랑범위 방법을 포함하여 다상 흐름을 모델링하는 몇 가지 방법이 있습니다.분산상은 다수의 분산 입자, 기포 또는 물방울을 추적함으로써 해결된다.분산상은 유체상과 ^[1]운동량, 질량 및 에너지를 교환할 수 있습니다.

오일러-울러 2상 흐름은 각 ^[4]위상에 대한 부피 평균 질량 보존 방정식으로 특징지어진다.이 모델에서 분산상 및 연속상은 유체로 취급됩니다.체적 비율의 개념은 아래 파라미터 섹션에서 설명하는 각 위상에 대해 도입됩니다.

연속적인 다상흐름을 분류하는 가장 간단한 방법은 각 위상을 독립적으로 처리하는 것입니다.이 개념은 1960년대 소련 과학자들에 의해 처음 제안된 균질 흐름 모델로 알려져 있다.이 모델의 전제 조건은 다음과 같습니다.

• 기상 속도는 액상 속도와 동일합니다.
• 2상 매질은 열역학적 ^[11]평형 상태에 있다.

파라미터

파이프 내 다상 흐름의 경우 다음 방정식을 사용하여 각 위상의 질량 유량을 결정할 수 있습니다.

${\displaystyle G=dot {m}=\lim \lim _{\Delta t\rightarrow 0}{\frac {Delta m}{\Delta t}}=dfrac {\rm {d}}m}{\rm {\rm {d}}}}}}}$

${\displaystyle 여기}$서 G$${\$displaystyle \G}$ =$$ 단상의 질량 유량 변화, m = 해당 상 t의 질량 = 시간 및 m 위의 점은 시간 ^[30]도함수이다.

체적 유량은 다음 방정식을 사용하여 설명할 수 있습니다.

${\displaystyle Q={Delta t\rightarrow 0}{\frac {Delta V}{\Delta t}=frac {mathrm {d} V}{\mathrm {d} t}}}$

여기서 Q = 단상의 부피 유량, V = ^[1]부피.

위에서 설명한 변수는 다상 흐름의 설명에 중요한 다음 파라미터에 입력할 수 있습니다.웰보어 다상류에서는 각 상에서의 질량 유량, 체적률 및 속도가 중요한 ^[11]파라미터입니다.

배관의 ^[11]다상 흐름을 설명하는 주요 파라미터.

파라미터	방정식	묘사
질량 유량	${\displaystyle G=G_{g}+G_{l}+G_{s}}$	질량 유속은 시간 단위당 단면을 통과하는 유체의 질량입니다. 여기서 G = 질량 유속, g = 가스, l = 액체, s = 고체.
체적 유량	${\displaystyle Q=Q_{g}+Q_{l}+Q_{s}}$	부피 유량(Volumetric flow rate)은 시간 단위당 단면적을 통과하는 유체의 양으로 정의됩니다.
질량분율	${\displaystyle x_{i}=\lim \arrow V^{o}{\frac {Delta G_{i}}{\Delta G}}={G_{g}+G_{l}+G_{s}}}}}$	여기서i G는 액체, 고체 또는 기체상의 질량 유량입니다.시간 단위당 단면을 통과하는 혼합물의 총 질량에 대한 한 상 질량의 비율로 정의됩니다.
부피율	$({displaystyle _{i}=\lim \syslog _{\frightarrow V^{o}}{\frac {Delta Q_{i}}}=frac {Q_{g}+Q_{l}+Q_{s}}}})$	여기서i Q는 액체, 고체 또는 기상의 부피 유량입니다.Q는 총 체적 유량입니다.부피 분율은 한 위상의 부피를 [1]시간 단위당 단면을 통과하는 혼합물의 총 부피로 나눈 비율로 정의됩니다.
표면 속도	${\displaystyle s_{g}=black {Q_{g}}{A}}}$ ${\displaystyle s_{l}=blac {Q_{l}}{A}}}$ ${\displaystyle s_{s}=black {Q_{s}}{A}}}$	${\displaystyle {여기}_{}}$서 s g $=$ {\$displaystyle s_{g$}=}기상(m/s)의 표면$$ 속도, s $=$ {\$displaystyle s_{l$}=}기상$$ 속도 및 ${\displaystyle s_{}}$ $=$ {\$displaystyle s_{s$}=}기상$$ 고체상 속도입니다.표면 속도는 하나의 위상이 전체 단면적을 차지한다는 가정 하에 가상의 속도입니다.
실제 속도	$({displaystyle v_{g}=black {Q_{g}}{A_{g}}})$ ${\displaystyle v_{l}=subscfrac {Q_{l}}{A_{l}}}}$ ${\displaystyle v_{s}=black {Q_{s}}{A_{s}}}}:$	${\displaystyle {여기}_{}}$서 v g $=$ {\$displaystyle v_{g$}=} 실제$$$$ 기상 속도(m/s), ${\displaystyle v_{}}$ l $=$ {\$displaystyle v_{l$}=} 액상 속도 $및{\displaystyle {}_{}}$ v ${\displaystyle s_{}}$ $=$ {\$displaystyle v_{s$}=} 고체상$$ 속도입니다.

일정한 단면적의 도관을 통과하는 흐름은 속도와 압력이 지점마다 다를 수 있지만 시간에 따라 변화하지 않는 정상 상태 조건 하에 있는 것으로 간주된다.이러한 조건이 시간에 따라 변동하는 경우 흐름은 ^[11]과도라고 합니다.기체상은 일반적으로 액체상보다 더 빠른 속도로 흐릅니다. 이는 낮은 밀도와 ^[3]점도로 인해 발생합니다.

다상류에서의 기본력

일반적으로 체적 유량 및 유체 운동은 유체 요소에 작용하는 다양한 힘에 의해 구동됩니다.유량에 영향을 미치는 힘은 5가지이며, 각각의 힘은 라인, 표면 및 부피의 세 가지 다른 유형으로 분류할 수 있다.

부피력에 비례하는 요소(${\displaystyle {}^{}}$ L$$ \ $displaystyle$V \ $propto$ L$^{3}}$ )에 작용하는 길이 L의 선 요소를 고려합니다.표면력은 면적 크기에 비례하는 요소( ${\displaystyle {}^{}}$ ${\displaystyle {L\mathrm{}}^{}}$2 \ $displaystyle$ A \ $propto L^$ {$\}$ )에 작용하며, 라인력은 1차원 곡선 요소( ${\displaystyle \zeta }$L \ $displaystyle$\$zeta$\ $propto$L $$)에 작용합니다.

다상흐름에 관련된 힘 분류

힘.	유형	힘의 크기	단위 부피당 힘의 크기
압력.	표면	${\displaystyle F_{p}\propto \mathrm {A} \Delta P}$	$\displaystyle f_{P}\propto\Delta PL^{-1}$
관성	용량	$\displaystyle F_{I}\propto V\Delta\rho U^{2}L^{-1}$	$\displaystyle f_{I}\propto\rho U^{2}L^{-1}$
비스코스	표면	$\displaystyle F_{V}\propto\mathrm {A}\mu UL^{-1}$	$\displaystyle f_{V}\propto \mu UL^{-2}$
부력	용량	${\displaystyle F_{B}\propto\Vg\Delta\rho}$	${\displaystyle f_{B}\propto g\Delta\rho}$
표면	선	${\displaystyle F_{S}\propto\L\sigma}$	$\displaystyle f_{S}\propto \sigma L^{-2}$

여기서 P = 압력, δ = 질량 밀도, δ = 수량 변화, δ = 표면장력, μ = 동적 점도, A = 면적 g = 중력에 의한 가속도, L = 선형 치수, V = 부피, U = 연속 ^[31]위상 속도이다.

압력력은 영역 또는 표면 요소에 작용하며 압력 구배의 아래쪽 방향으로 유체를 가속합니다.압력 구배 시작과 끝 사이의 압력 차이를 압력 강하라고 합니다.다아시-바이스바흐 방정식을 사용하여 채널 내의 압력 강하를 계산할 수 있습니다.

점성력은 표면 또는 면적 요소에 작용하며 위상 간 속도 차이를 줄여 유량을 균일하게 만드는 경향이 있으며 유량을 효과적으로 반대하며 유량을 감소시킵니다.이는 고점도 오일이 더 ^[32]느리게 움직이는 저점도 오일 혼합물과 비교했을 때 명백합니다.

관성력은 운동의 방향과 크기를 유지하는 체적 힘입니다.그것은 원소의 질량에 가속도를 곱한 것과 같다.이 경우 가속도는 시간에 비례하는 선형 치수 L 때문에 ${\displaystyle {U\mathrm{}}^{}}$ 2${\displaystyle {}^{}{}^{}{}^{}}$ -$(\displaystyle$ U$^{$2}L$^{-1$로 정의됩니다.관성력이 높을수록 난류가 발생하고 관성력이 낮을수록 층류 현상이 발생합니다.

부력은 밀도가 균일하지 않은 반면 중력의 순 작용을 나타냅니다.표면 장력은 선 또는 곡선 요소에 작용하며 계면의 표면적을 최소화합니다. 이 힘은 기액 또는 액체 ^[31]흐름에 고유합니다.

주요 차원 없는 관계

위의 표에 나타난 힘으로부터 5개의 독립된 차원 없는 양을 도출할 수 있으며, 이러한 관계는 다상 흐름이 어떻게 동작하는지에 대한 통찰력을 제공합니다.

레이놀즈 번호요이 수치는 각 상에서의 흐름이 난류인지 층류인지를 예측합니다.

${\displaystyle Re=frac {F_{I}}{F_{V}}=440frac{f_{I}} {f_{V}} = frac {rho \ LU} {\mu }$

레이놀즈 수치가 낮을 때 흐름은 층류 쪽으로 향하는 경향이 있는 반면, 난류가 높을 때는 유체 속도의 차이로 인해 발생합니다.

일반적으로 층류는 Re < 2300일 때 발생하며 난류는 Re > 4000일 때 발생한다.이 인터벌에서는 레이어 플로우와 난류 플로우가 모두 가능하며 이를 이행 플로우라고 부릅니다.이 숫자는 ^[33]흐름의 형상에 따라 달라집니다.

오일과 물의 혼합물이 빠른 속도로 흐를 경우 분산된 기포형 흐름을 형성하는 것이 가장 일반적입니다.난류는 다양한 크기 범위의 소용돌이로 구성됩니다.물방울보다 큰 크기의 에디는 이 물방울을 흐름장을 통해 운반합니다.물방울의 크기보다 작거나 같은 에디는 물방울의 변형과 분해를 일으킵니다.에디가 물방울과 충돌하여 물방울 내부의 힘을 극복할 수 있는 에너지가 충분하면 깨지는 것으로 볼 수 있습니다.

동시에 난류는 액체-액적 상호작용을 유도하며 이는 결합 메커니즘에 중요하다.두 개의 물방울이 충돌할 경우, 이는 결합으로 이어져 더 큰 물방울 크기가 될 수 있습니다.

오일러 숫자는 압력과 관성력 사이의 관계를 나타냅니다.

${\displaystyle Eu=svfrac {F_{P}}{F_{I}} = flac {f_{P}} {f_{I}} = parcelfrac {\rho U^{2}}}$

흐름의 에너지 손실을 특징짓는 데 사용됩니다.완전히 마찰이 없는 흐름은 오일러 수 ^{[citation needed]}1로 나타납니다.이 수치는 압력력이 우세할 때 중요합니다.예를 들어, 파이프를 통한 흐름, 물에 잠긴 물체 위로 흐르는 흐름, 오리피스를 통한 물의 흐름 등이 있습니다.

Froude 숫자는 중력에 대한 관성 비율입니다.

${\displaystyle Fr=frac {F_{I}} {F_{G}} = flac {f_{I}} {f_{G}} = flac {U^{2}} {gL}}$

Fr < 1, Fr > 1일 때 작은 표면파가 상류로 이동하며 Fr = 0일 때 속도는 표면파와 같다.이 숫자는 유체 운동에서 중력이 우세할 때 관련이 있습니다.예를 들어 개방 수로 흐름, 바다의 파도 움직임, 교각 및 연안 구조물에서의 ^{[citation needed]}힘 등이 있습니다.

Eötvös 숫자는 표면 장력 대비 부력의 비율을 정의합니다.

${\displaystyle Eo=glfrac {F_{B}} =glfrac {f_{B}} {f_{S}} =glfrac {Delta \rho gL^{2}} {\sigma }}$

이 값이 높으면 시스템이 표면 장력 효과의 영향을 받지 않음을 나타냅니다.낮은 값은 표면 장력이 우세함을 나타냅니다.

웨버 숫자는 관성력과 표면 장력 사이의 관계를 결정합니다.

${\displaystyle We=black {F_{I}} {F_{S}} = flac {f_{I}} {f_{S}} = frac {rho LU^{2}} {\sigma } }$

또, 분산상의 액적 사이즈도 결정합니다.이 번호는 흐름도 맵에서 광범위하게 사용됩니다.파이프 직경의 영향은 웨버 번호를 통해 잘 알 수 있습니다.

중력이 무시할 수 있거나 미소 중력 내에 있다고 가정할 때 세 가지 다른 방식을 식별할 수 있다.

1. 표면 장력이 버블과 슬러그 흐름으로 정권을 지배했다. (우리<1)
2. 관성이 고리형 흐름으로 지배하고 있다. (We>20)
3. 거품이 일렁이는 고리 모양의 과도기 정권.

거품 슬러그-환 흐름에서 완전히 발달한 환상 흐름으로의 전환은 We = ^{[citation needed]}20에서 일어난다.

Capular number는 Weber number 및 레이놀즈 number를 사용하여 정의할 수 있습니다.표면력에 대한 점성력의 상대적 중요성입니다.

${\displaystyle Ca=mufrac {F_{S}}=mufrac {f_{V}}{f_{S}}=mufrac {\sigma}}=mufrac {We}{Re}}}}$

마이크로채널 흐름에서는 표면 장력과 점성력이 모두 ^{[citation needed]}중요하기 때문에 모세관 수가 중요한 역할을 합니다.

향상된 오일 회수 작업에서 캐피럴리 수는 고려해야 할 중요한 숫자입니다.모세관 수는 높지만 점성이 지배적이며 암석 모공 내 유체 간 계면 장력 효과가 감소하여 회복력을 높인다.일반적인 저장 조건에서는 모세관 번호가 10에서^{−8−2 [34]}10까지 다양합니다.

「 」를 참조해 주세요.

• 버클리레브렛 방정식
• Morris Muskat et alios에 의해 개발(또는 일반화)된 다공질 매체에서의 다상 흐름에 대한 Darcy의 법칙
• Darcy의 단상 흐름 법칙은 다공질 미디어에서의 유체 흐름의 기본 법칙입니다.
• 하겐-푸아세유 방정식
• 다상 유량계
• 다상 열전달
• 프로세스 단층 촬영
• 2상류

레퍼런스

• Crowe, Clayton; Sommerfield, Martin; Yutaka, Tsuji (1998). Multiphase Flows with Droplets and Particles. CRC Press. ISBN 0-8493-9469-4.
• 왕, M.미립자 다상 흐름의 임피던스 매핑, 흐름 측정 및 계측, (2005) Vol.16
• Crowe, Clayton (2005). Multiphase Flow Handbook. CRC Press. ISBN 0-8493-1280-9.
• Brennen, Christopher (2005). Fundamentals of Multiphase Flow. Cambridge University Press. ISBN 0-521-84804-0.
• Bratland, Ove (2010). Pipe Flow 2 Multiphase Flow Assurance. drbratland.com. ISBN 978-616-335-926-1.