研究氣態、液態、固態物質混合流動的學科。“相”指不同物態或同一物態的不同物理性質或力學狀態。在能源、水利、化工、冶金等工業部門，以及氣象、生物、航天等領域都有多相流動的問題。
多相流常見於各種形態的兩相流。(1)氣-液兩相流，如：泄水建築中的摻氣水流等;(2)氣-固兩相流，如氣流輸送(噴吹)粉料，含塵埃的大氣流動等;(3)液-固兩相流，如天然河道中的含沙水流等。
多相流的發展史可溯源到19世紀70年代，直到20世紀40年代兩相流一詞始見諸文獻;1974年《國際多相流雜誌》創刊;1982年多相流手冊出版;逐漸形成了一門獨立的學科—多相流。
基本介紹
- 中文名：多相流
- 外文名：multiphase flow
- 兩類：可混溶和不可混溶
- 包含：明顯分界面的流體系統
簡介,研究途徑,
簡介
多相流學科研究具有兩種以上不同相態或不同組分的物質共存並有明確分界面的多相流體流動力學、熱力學、傳熱傳質學、燃燒學、化學和生物反應以及相關工業過程中的共性科學問題，它是一門從傳統能源轉化與利用領域逐漸發展起來的新興交叉科學，是能源、動力、核反應堆、化工、石油、製冷、低溫、可再生能源開發利用、航空航天、環境保護、生命科學等許多領域實現現代化的重要理論和關鍵技術基礎，在國民經濟的基礎與支柱產業及國防科學技術發展中有不可替代的巨大作用。同樣在自然界及宇宙空間、人體及其他生物過程也廣泛存在多種複雜的多相流．如地球表面及大氣中常見的風雲際會、風沙塵暴、雪雨紛飛，土石流、氣蝕瀑幕；地質、礦藏的形成與運移演變；生命的起源與人類健康發展；生態與環境的變遷、保護、可持續開發利用等，均普遍遵循多相流科學的基本理論與規律。因此，多相流科學的發展與進步對國民經濟與國防科技發展、人體健康，對生態與環境的變遷、保護、可持續開發利用等均具有極為重要的意義。
多相流學科不但是與物質結構及基本粒子等純數理科學、化學、生命科學等同樣重要的基礎科學，而且是在聯結人類活動的有序化及目的化方面更具有特殊優勢的學科。多相流及其傳熱傳質學屬於技術基礎科學範疇，旨在解決工程所具有的普遍性熱物理科學問題，是聯繫工程和基礎理淪的橋樑。多相流學科的發展將根據自然科學與工程的現狀和發展趨勢有遠見地選定超前的研究課題，開拓新領域，以新的概念、理論、技術和方法武裝工業，帶動其不斷前進。
能源是人類賴以生存、發展的物質基礎，能源的消耗與利用水平是衡量一個國家國民經濟發展和人民生活水平的重要標誌，保障能源供應安全是世界各國政府的重要目標。能源的高效開採、潔淨和可再生轉化利用的許多過程均是典型的多相流及其傳遞過程，存在著大量的多相流動、傳熱、傳質、化學及生物反應等基礎科學問題，如多相流的相分布與相運動規律，離散相顆粒與變形顆粒的動力學，特高參數與複雜幾何流道中流動傳熱的規律和極限、瞬態過程流動傳熱與臨界及超臨界效應，多相連續反應體系複雜過程熱力學與微多相流動力學、非均質多相流光化學與熱化學等。儘管人們存上述領域已經開展了大量的研究並得出許多有意義的結果，但迄今並沒有從根本上掌握多相流及其傳遞過程的基本規律及其數理描述方法，對上述基礎科學問題開展研究非常必要。
研究途徑
(1)建立多相流動模型和基本方程組，分析各相的壓力、速度、溫度、表觀密度、體積分數、懸浮物的尺寸及分布等;研究多相流動的壓力降、穩定性、臨界態、以及相間相互作用等。70年代Drew (1971)、Ishii(1975)等從基本守恆原理出發，經嚴格的數學演繹導出了兩相流基本方程，但並未被廣泛接受。現階段通用的方法是：①雙流體模型。對於兩相比例相當的情況，分別建立單相各自的數學物理方程，其中考慮了相間的阻力、相對位移、動量和熱量的交換(傳遞)等物理因素;②均質模型。對於兩相摻混均勻的流動，可概化為均質(連續介質)模型和擴散模型，沿用經典水力學方法進行分析;③統計群模型。對於顆粒(氣泡、液滴和固體顆粒統稱為顆粒)群懸浮體兩相流，引用隨機分析建立統計群(顆粒群)模型。
(2)憑藉物理模型進行實驗量測，其中量測技術至關重要，許多新儀器、新技術在多相流測試中得到了套用。例如：觀測流型、流態用高速攝影、全息照相、流動顯示技術等;量測速度用雷射流速儀(LDV)、粒子圖像測速技術(PIV)等;檢測液流中氣泡濃度用光纖感測器(探針)，測氣流中固體顆粒濃度用Bp神經網路系統，測斷面平均濃度用放射性同位素法等等。中國計量測試學會於1992年10月成立了“多相流測試專業委員會”，已舉行了多次學術會議，推動了多相流測試技術的發展。
