Скорость в двухфазном потоке

Обратимся теперь вновь к упомянутым ранее опытам по измерению акустической скорости в двухфазном потоке. Во всех опытах влажный пар, поступавший в рабочий участок экспериментальной установки, приготовлялся путем смешения в смесительном устройстве впрыскиваемой воды с сухим или перегретым паром. Соображения о размерах капель жидкости в полученной таким способом парожидкостной среде приводятся только в работе [Л. 171. По расчетной оценке авторов радиус капель составлял от 10 до 10 мм. Заметим попутно, что дробление жидкости с помощью механических форсунок на капли размером порядка 10 мм требует, как показали опыты по распы-ливанию дизельного топлива, давлений у форсунок, измеряемых несколькими сотнями бар. [c.95]

Таким образом, критическая скорость в двухфазном потоке пузырьковой структуры может быть малой. [c.205]

Таким образом, под воздействием волн на поверхности раздела в газовой и жидкостной фазах возникают некоторые дополнительные колебания, накладывающиеся на беспорядочные возмущения общей турбулентности. Значит, мгновенная скорость в двухфазном потоке и складывается из турбулентной Пг и некоторой добавочной составляющей ш. [c.137]

Будем считать в первом приближении, что обе пульсационные составляющие независимы, тогда легко получить автокорреляционную функцию пульсаций скорости в двухфазном потоке. [c.139]

Величины w" и w — это физически реальные характеристики процесса, аналогичные среднемассовой скорости в однофазном потоке. В анализе двухфазных потоков используют, кроме того, некоторые служебные по своей сути величины, лишенные, в строгом смысле слова, физического содержания. Это — так называемые приведенные величины. Приведенная скорость фазы определяется как отношение объемного расхода фазы к полному сечению канала [c.296]

Анализ гл. 5 позволяет утверждать, что значительное скольжение фаз должно наблюдаться у достаточно крупных пузырьков, поскольку абсолютные значения скорости гравитационного всплытия мелких сферических пузырьков малы в сравнении с характерными скоростями течения жидкости в технических устройствах. Исходя из этой посылки, в [18] рассмотрена кинематическая схема скольжения фаз, упрощенный вариант которой представлен на рис. 7.13. В двухфазном потоке выбирается контрольная ячейка, содержащая один крупный паровой пузырек или паровой снаряд (рис. 7.13, <з) мелкие пузырьки, на долю которых приходится малая доля объемного паросодержания, не учитываются. В такой контрольной ячейке с площадью поперечного сечения s скорости жидкости и парового [c.312]

По физическому смыслу величина Aw связана со скоростью всплытия газовых пузырьков в спокойной жидкости. Действительно, если в канале с неподвижной жидкостью всплывает одиночный пузырек, то О, а w" = Aw = Woo В двухфазном потоке при наличии множества пузырей проявляется коллективный эффект взаимного увлечения пузырей. (Этот эффект количественно изучался на последовательно всплывающих одиночных пузырьках в [57] — см. гл. 5.) Таким образом, можно принять, что [c.314]

Кинетические или релаксационные уравнения, описывающие этот процесс, вблизи равновесия являются, как правило, уравнениями с малым параметром при старшей производной, что усложняет их численное интегрирование. Такие уравнения называют жесткими . К релаксационным уравнениям относятся следующие уравнения сохранения массы химической компоненты, скоростей и температур частиц в двухфазных потоках и др. [c.204]

Наконец, в двухфазном потоке [13] скорость звука при одних и тех же макроскопических параметрах в. зависимости от принятой физической модели процесса распростране-. ния волны возмущения может меняться от нескольких метров в секунду до нескольких сот метров в секунду. Таким образом, встает вопрос о том, с какой же из этих многочисленных скоростей, звука можно отождествлять критическую скорость течения. [c.73]

Рис. 4.17. Зависимость окружных скоростей от радиальной координаты г в двухфазном потоке по измерениям [44]

Реальность экстремальных полей скоростей видна и из экспериментальных данных [44], где так же, как и в [42, 43], они ошибочно истолкованы. На рис. 4.17 воспроизведена зависимость тангенциальной скорости от радиальной координаты в двухфазном потоке. Как видно из рис. 4.17, кривые (г) разделяются на три части. [c.79]

Основное внимание в книге уделено физическим аспектам сложных процессов, возникающих в двухфазных потоках больших скоростей. Авторы убеждены, что дальнейшее накопление экспериментальных данных и их тщательный и критический анализ позволят существенно уточнить физические и математические модели, используемые в газодинамике двухфазных сред. [c.4]

В двухфазном потоке всегда существует некоторое движение одной фазы относительно другой. Следовательно, задачи двухфазного потока целесообразно формулировать с использованием двух полей скорости. Нужно, однако, иметь в виду, что существует [c.58]

S сила, действующая между фазами на единице длины трубы Sn — приведенная сила сдвига, определяемая уравнением (18) Ug — скорость газа в двухфазном потоке [c.129]

U, — скорость жидкости в двухфазном потоке [c.129]

В настоящее время теоретически обоснован и экспериментально подтвержден тот факт, что скорость звука в двухфазном потоке при определенных условиях может оказаться на два порядка ниже, чем в жидкой фазе, и более чем на порядок меньше, чем скорость звука в газе. При движении двухфазной смеси даже с небольшими скоростями (примерно нескольких метров в секунду) не всегда допустимо пренебречь сжимаемостью, определенной соотношением между скоростью [c.94]

Таким образом, в двухфазном потоке давление, отличное от противодавления, устанавливается при множестве значений скорости звука и только при одном из них оно становится от противодавления независимым. Как показано в [55], в однородном двухфазном потоке это происходит при такой скорости распространения малых возмущений, в волне которых не успевает произойти фазовый переход. При этом 162 [c.162]

Комплекс pjy /7i/(P m m) выступает в качестве характерной скорости звука двухфазного потока. Для протяженного скачка (с учетом автоколебаний), расположенного между сечениями и расширяющейся части диффузора, можно получить [c.146]

Теоретическая работа как располагаемый перепад энтальпий, измеренный от полных начальных параметров, имеет ясный физический смысл, если к ступени подводится среда с однородным полем скоростей. Для двухфазного потока с крупнодисперсной влагой это понятие в значительной мере условное. [c.172]

Звуковая скорость в двухфазном потоке, по-видимому, будет несколько отличаться от таковой в двухкомпонентном потоке, так как в звуковой волне возможен частичный переход фаз. Но если предположить, что тепловое равновесие между фазами сохраняется, то уравнения гидродшамики дополняются уравнением Клайперона — Клаузиуса вдоль кривой насыщения [c.64]

По мере движения потока происходит быстрая активация центров парообразования. Количество паровых микроструй резко увеличивается и они заполняют все более мелкие поровые каналы. Жидкостные пробки уменьшаются, при этом основная часть жидкости движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы каркаса и заполняет отдельные тупиковые поры. Скорость пара непрерывно возрастает. Вследствие резкого сужения и искривления каналов, прорыва пара в каналы при образовании пузырьков в заполненных ранее жидкостью порах происходит непрерывное разрушение и образование тонких жидкостных перемычек. Затем микропленка жидкости на стенках каналов постепенно испаряется и утоняется, жидкостные перемычки также уменьшаются и разрушаются. Высокоскоростной поток пара сначала уменьшает жидкостную микропленку по поверхности частиц, а затем распределяет по углам поровых каналов в области контакта частиц и тем самым препятствует сворачиванию микропленки под действием капиллярных сил и давления на локальных местах ухудшенной смачиваемости до полного ее испарения, чем достигается очень малая толщина микропленки жидкости перед завершением ее испарения. Давление в двухфазном потоке быстро понижается, а вместе с ним понижается и температура его паровой фазы, которая на любой стадии течения двухфазного потока равна локальной температуре насыщения. [c.82]

По мере движения потока и увеличения перегрева происходит скачкообразная активация центров парообразования, количество паровых микроструек быстро возрастает, и они постепенно заполняют все более мелкие перовые каналы. Основная часть жидкости движется в виде постепенно утоняющейся микропленки, которая обволакивает частицы материала и заполняет все сужения и отдельные поры. Скорость пара непрерывно возрастает. Давление в двухфазном потоке быстро падает, а вместе с ним падает и температура паровой фазы смеси, равная температуре насыщения Температура Т пористого каркаса повышается [c.133]

Однако в связи с тем что площадь/любого поперечного сечения в области кавитации, рас1фостраняющейся вдоль по расширенному диффузору, больше площади критического сечения сопла при постоянных скорости течения Н, статическом давлении Р,, и массовом расходе Р , объемный расход Q двухфазной среды в любом поперечном сечении области кавитации больше объемного расхода потока в критическом сечении сопла. Величина объемного расхода Q вдоль диффузора по течению кавитационной области возрастает за счет увеличения количества газовой фазы в двухфазном потоке, что подтверждается высокоскоростной киносъемкой [18, 19]. [c.146]

Методы измерения параметров газожидкостных потоков. В двухфазных потоках анализ лжальпой структуры существенно осложняется. Это связано как с необходимостью усложнения методов измерения таких величин, как локальные скорости фаз и касательные (вязкие) нанря кепия, которые измеряются и в однофазных потоках, так и с необходимостью развития методов измерения таких величин, как объемное газосодержаиие, толщины и расходы в пленках, и волновые характеристики, размеры капель и пузырьков, ха1)актерных только для двухфазных течений. [c.171]

В условиях дисперсно-кольцевой структуры потока, т. е. с момента начала срыва капель с поверхности пленки, определяемого формулами (1.72) и (1.73), расчет коэффициента теплоотдачи следует вести, подставляя в формулу (8.5) действительную среднюю скорость жидкости в пленке, которая может быть во много раз меньше скорости w. Однако, как уже отмечалось, в обогреваемых трубах из-за набухания пристенного двухфазного слоя весьма трудно точно измерить толщину пленки, а следовательно, и среднюю скорость течения в ней жидкости. В связи с этим был иредло-жрн метод, дающий возможность, минуя непосредственные измерения, найти эффективное значение скорости жидкости в пленке Wэф, которым определяются интенсивность..теилообмена и гидродинамическое сопротивление при дисперсно-кольцевой структуре [180]. Метод основан на гидродинамической теории теплообмена. Предполагается, что в двухфазном потоке при определенных сочетаниях режимных параметров (так же как и в однофазном) устанавливается соответствие между интенсивностью теплообмена и гидродинамическим сопротивлением. [c.243]

На рис. 8.18 показано экспериментально полученное поле поперечных составляющих скорости в сборке с интенсификаторами осевой закрутки. Как видно, вращение вокруг оси сборки имеет место только в проходном сечении между внепшим рядом стержней и обечайкой канала. Это движение приводит также к образованию вторичных вихрей и циркуляции потока вокруг отдельных стержней. Таким образом, можно сказать, что общего осевого вращения во всем поперечном сечении сборки, которое бы приводило к выравниванию теплогидравлических параметров, инген-сификаторы осевой закрутки не создают. Поэтому, по-видимому, процесс интенсификации теплообмена в двухфазном потоке происходит за счет циркуляции между сборкой и каналом и вокруг отдельных стержней, которая способствует перемешиванию потока, и за счет образования вторичных вихрей, которые приводят к сепарации влаги из ядра потока на поверхность твэлов. [c.162]

Изуч ение теплообмена в двухфазных потоках представляет собой весьма трудную задачу ввиду сложности гидродинамической структуры потока, взаимного, порой определяющего влияния теплообмена и гидродинамики, Случайных отклонений от гидродинамической и термодинамической неравновесности. Режимы течения определяются рядом факторов давлением, общим расходом потока и соотношением между фазами, свойствами фаз, тепловым потоком, предысторией потока и др. По имеющейся классификации основными режимами течения являются пузырьковый, снарядный, расслоенный, эмульсионный дисперсно-кольцевой и обращенный дисперсно-кольцевой (пленочное кипение недогретой жидкости). Четких границ между ними не наблюдается, и существуют целые области переходных режимов. Пока не имеется детальной информации для всех режимов течения по таким основным характеристикам потока, как распределение фаз, скоростей и касательных напряжений. Поэтому основой для понимания явления служат визуальные наблюдения и некоторые экспериментальные данные по распределению фаз, их полям скоростей, уносу и осаждению, гидравлическому сопротивлению и т. д. К настоящему времени накоплена достаточная информация о режимах течения адиабатных потоков, однако мало данных по диабатным (с подводом тепла) потокам при высоких давлениях, тепловых нагрузках и большом различии теплофизических свойств. Подавляющее большинство исследований выполнено на пароводяных и воздуховодяных смесях. [c.120]

Как уже отмечалось, функция давления отображает собой в обобщенном виде характер воздействия физических констант на линии насыщения на Ардф. Функции / (wg) и / (х) учитывают (в скрытом виде) воздействие на гидравлическое сопротивление истинного паросодержания и скорости движения двухфазного потока. [c.159]

Влага, попавшая на поверхность профиля с начальной скоростью 0 = 0 (нормально к поверхности профиля), на входном участке профиля движется в сторону входной кромки, а на выходном— в сторону выходной. Под действием кориолисовых сил при малых углах наклона элементов профиля капли сбрасываются с входных кромок лопаток против потока. Эти капли попадают на выходные кромки сопловых лопаток и вновь возвращаются на рабочие лопатки этот процесс может многократно повторяться. Отметим, что коэффициент Ki зависит от со. С ростом о) увеличивается веерообразность профиля скорости в двухфазном пограничном слое, интенсифицируется взаимодействие между пленкой и парокапельным слоем. [c.166]

Появление дискретной фазы (при конденсации) и ее развитие в полидисперсную капельную структуру приводит к количественному изменению неравномерности полей скоростей и давлений, известной в потоках перегретого пара (шаговая неравномерность, вторичные и отрывные течения и др.). Меняются количественные характеристики периодической нестационарности и других нестационарных процессов, перечисленных выше. Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования показывают, что в двухфазных потоках наряду с известными возникают дополнительные источники опасных возмущающих сил (см. гл. 3). Влияние нестадио-парности должно учитываться под углом зрения не только надежности, но и экономичности ступени и всей проточной части многоступенчатой турбины. [c.188]

Однофазный поток при наличии тепло- и массообмена описывается определенным профилем температуры, концентрации и скорости, т. е. определенным режимом потока. Поток двухфазной смеси в термодинамически неравновесных условиях представляет собой такую среду, где температура, объемная концентрация и скорости изменяются. Поэтому не случайно, что для формулирования задачи двухфазного потока необходимы параметры, оиисываюш ие три профиля. Однако поскольку скорости фаз в двухфазном потоке не равны друг другу, при расчете этих течений необходимо использовать четвертьи параметр, учитывающий относительную скорость. [c.58]

Двухфазный поток жидкости. Истечение двухфазной жидкосТй под давлением через кольцевой зазор в лабиринтных уплотнениях является обычным для питательных насосов котлов и стержней регулирования процесса ядерных реакторов с жидкостным охлаждением. Давление внешней среды здесь меньше, чем упругость насыш,енных паров, соответствуюш,ая температуре жидкости внутри установки. По мере того, как переохлажденная или на-ходяш,аяся под давлением жидкость протекает по зазору уплотнения, давление ее постепенно уменьшается и достигает значения, равного упругости насыщенных паров. В этом месте мгновенно возникает парообразование. В двухфазном потоке жидкости отношение давлений, соответствующее критическому расходу, обычно лежит между отношением упругости насыщенных паров к давлению на входе и отношением, которое может быть получено, исходя из критической скорости. Для большинства расчетов это правило достаточно точно. [c.52]

Глубокий и всесторонний анализ возможности использования зависимости (3.17) для анализа условий формирования кризиса течения в двухфазном потоке, а также экспериментальное подтверждение ее достоверности достаточно полно представлено в монографии [55]. Здесь в качестве примера приведены лишь некоторые из них. Так, на рис. 3.2 представлено сопоставление расчета критической скорости истечения воздухо-водяного потока по (3.17) с экспериментальными данными работы [16] (кривая 2), а также скорости распространения возмущений в воздухо-водяной среде с данными работы [43] (кривая 1). На рис. 3.3 аналогичное сопоставление выполнено для скорости распространения возмущений в пароводяной смеси, а на рис. 3.4 приведены удельный критический расход вскипающей жидкости, найденный с помощью зависимости (3.17), и рез) льтаты экспериментов, проведенные различными исследователями по истечению насыщенной воды через цилиндрические каналы 6 критический расход и критическая скорость истечения насыщенной жидкости, расчитанные с помощью зависимости для показателя изоэнтропы (3.17), в безразмерной форме могут быть обобщены для различных веществ. При этом форма обобщения является одной из форм проявления закона соответственных состояний (рис. 3.5 и 3.6). [c.58]

Ранее [17] установлено, что при критическом истечении однофазной жидкости влияние сжимаемости ок ывается определяющим при протекании процесса в области, автомодельной по числу Рейнольдса (Re), при этом влияние диссипативных сил в околозвуковой области течения становится исчезающе малым вследствие вырождения турбулентности. Однако практическое использование этого эффекта в трубах при движении в них однофазных сред проблематично, прежде всего, из-за большой скорости звука в таких средах. Кроме того, влияние этого эффекта при движении однофазной среды реализуется лишь на очень коротком участке трубы, примыкающем к выходному сечению трубы, так как скорость звука в адиабатном канале постоянного сечения при движении в нем однофазной среды достигается лишь один раз на выходе из канала. Иначе обстоит дело со скоростью звука в двухфазном потоке как показано в [55], при одних и тех же параметрах торможения в зависимости от структуры двухфазного потока и степени термического и механического равновесия фаз в нем скорость звука может меняться в очень широких пределах. Кроме того, в настоящее время теоретически обоснован и экспериментально подтвержден тот факт, что скорость звука в двухфазном потоке при определенном соотношении фаз может оказаться на два порядка ниже, чем в жидкой фазе. Таким образом, трансзвуковой режим течения может быть достигнут на конечном участке длины трубопровода при умеренных значениях скорости звука (несколько десятков и даже несколько метров в секунду). В этом случае коэффициент сопротивления является функцией не только вязкости потока, но и его сжимаемости, определяемой числом Маха. Более того, при движении с околозвуковой скоростью влияние wi nnaTHBHbLX сил становится исчезающее малым вследствие вырождения турбулентности. Уменьшение потерь на трение при больших массовых расходах отмечалось в опытах при движении двухфазной смеси в замкнутых контурах циркуляции [32]. Таким образом, при критическом истечении влияние сжимаемости [c.119]

Из структуры ypaBHeHtTH (11.36) следует, что мощность рабочего колеса, находящегося в двухфазном потоке, можно рассчитывать как сумму мощностей от паровой и жидкой фаз. При этом необходимо знать действительные векторы скоростей каждой фазы перед контрольной поверхностью и за ней. Выбор контрольных поверхностей в таких расчетах играет большую роль. В зависимости от решаемой задачи контрольные сечения следует приближать к колесу или удалять от него. Мощность колеса от этого, конечно, не изменится, но расчет векторов скоростей капель может потребоваться совершенно различным. [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...