ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кольцевые двухфазные течения из "Механика двухфазных систем " Для идеализированного кольцевого потока, в котором не учитывается расход жидкости в форме капель, диспергированных в газовом ядре, легко построить замкнутое одномерное математическое описание. В случае вертикального подъемного течения не возникает и проблема неоднородности в распределении толщины пленки по периметру, практически исключающая возможность строгого моделирования горизонтальных кольцевых течений. [c.326] Схема кольцевого подъемного течения в вертикальной трубе дана на рис. 7.17. Такое течение можно рассматривать как раздельное движение потоков жидкости и газа (пара), для каждого из которых справедливо уравнение сохранения импульса (7.26). В адиабатных условиях в канале постоянного сечения отсутствуют потери давления, связанные с ускорением потока. На межфазной границе действует касательное напряжение, направленное противоположно в газовой и жидкой фазах. Форма межфазной поверхности — цилиндр диаметром d = d -28, где 5 — средняя толщина жидкой пленки. [c.327] Касательное напряжение на межфазной поверхности определяется по скорости газа w , отсчитанной от скорости жидкости на поверхности пленки, т.е. [c.329] Уравнения (7.37)—(7.41) образуют замкнутую систему, если известен способ рассчитать коэффициент трения на межфазной поверхности. [c.329] Простейший способ такого расчета — принять, что поверхность жидкой пленки гладкая и воспользоваться приведенными выше формулами для течения однофазного газа в трубе внутренним диаметром d . К сожалению, такое допущение плохо согласуется с реальностью восходящие кольцевые потоки с гладкой пленкой практически вряд ли реализуемы. [c.329] Таким образом, жидкая пленка с волновой поверхностью действует как песочная шероховатость с размером зерен, равнь[м учетверенной толщине пленки. [c.330] Зависимость (7.42) решает проблему замкнутого математического описания кольцевых двухфазных течений. Использование соотношений для т ,, Тр истинного объемного паросодержания и коэффициентов трения преобразует уравнение (7.37) в алгебраическое уравнение (10-й степени) относительно безразмерной толщины пленки bid. При заданных расходах фаз, т.е. при известных приведенных скоростях, решение такого уравнения выполняется достаточно простыми стандартными методами на персональном компьютере. (Возможно и существенное упрощение этого уравнения, путем отбрасывания членов со старшими степенями малой величины bid.) При найденном значении толщины пленки из (7.35) несложно находится градиент давления. В [42] и [30] приводятся примеры успешного применения такой методики. [c.330] К сожалению, имеются и такие опытные исследования, в которых обнаруживаются очень большие (в 2—2,5 раза) расхождения с зависимостью (7.42) для межфазного трения. Это объясняется тем, что амплитуда и форма волн на поверхности пленки, сильно влияющие на коэффициент трения, не определяются однозначно относительной толщиной пленки, а зависят от расходов фаз и свойств жидкости. В недавно опубликованной работе [56] предложены эмпирические корреляции, позволяющие описывать характеристики кольцевых потоков в достаточно широком диапазоне изменения этих параметров. [c.330] Вернуться к основной статье