液态金属固液两相流基本参数优化

为简化起见，考虑处于热力学平衡状态的液态金属固液两相流［1］，即固体颗粒与液态金属间换热效率足够高，两者温度相等（Tf=Tp）。同时，假定颗粒在流体中均匀分布，忽略颗粒间相互作用，则液态金属两相流的基本参数定义如下：

1.固体颗粒的体积分数和质量分数

固体颗粒的体积分数定义为：

其中，kf和kp分别为液态金属和固态颗粒的热导率。

4.液态金属两相流黏度

液态金属固液两相流黏度可表述为［7］：

其中，Vp为颗粒所占体积，V为溶液总体积。

固体颗粒的质量分数定义为：

其中，ρp，ρf分别为颗粒和液态金属的密度。

2.液态金属两相流质量热容

根据质量热容定义，液态金属固液两相流质量热容可计算为：

其中，Cp＿p为固体颗粒质量热容，Cp＿f为液态金属质量热容。(www.xing528.com)

3.液态金属两相流热导率

液态金属固液两相流热导率可表述为［7］：

其中，kf和kp分别为液态金属和固态颗粒的热导率。

4.液态金属两相流黏度

液态金属固液两相流黏度可表述为［7］：

5.液态金属两相流工质成本

液态金属两相流工质成本可计算为：

5.液态金属两相流工质成本

液态金属两相流工质成本可计算为：

其中，Cf和Cp分别为液态金属和固态颗粒的成本。一般而言，固态颗粒的成本会远低于液态金属的成本，因此式（9-6）中右边第二项可以省略。因此，从式（9-6）中易知，提高固体颗粒的体积分数是降低液态金属两相流工质成本的直接而最有效的手段。

其中，Cf和Cp分别为液态金属和固态颗粒的成本。一般而言，固态颗粒的成本会远低于液态金属的成本，因此式（9-6）中右边第二项可以省略。因此，从式（9-6）中易知，提高固体颗粒的体积分数是降低液态金属两相流工质成本的直接而最有效的手段。