Двухфазные потоки

В связи с принятыми допущениями и упрощениями полученное выражение является приближенным. Однако оно отражает совершенно определенную физическую реальность для двухфазного потока сумма расходимостей полей массовых скоростей компонентов потока, взятых в соответствующих долях концентраций, равна нулю, т. е. поток в целом не имеет стоков или внутренних источников массы. [c.35]

Твердый компонент равномерно распределен в несущей фазе. Турбулентные пульсации приводят газовые и твердые частицы к поперечным перемещениям из ядра потока к пограничному слою. Для однофазных потоков вязкий подслой пограничного слоя обычно определяют как безвихревую зону, полагая, что под действием вязкостных сил пульсации там уже угасли. В двухфазных потоках такая картина, по-видимому, не сохраняется. Действительно, твердые частицы, обладающие большей инерционностью, способны проникать и в вязкий подслой, достигая стенок канала и соприкасаясь с ними. Кроме того, возможно продольное движение частиц у стенки канала, которое влияет на структуру, теплоемкость и теплопроводность вязкой зоны. [c.180]

Рис, 8-10. Зависимость коэффициента теплоотдачи и весовой скорости газа от плотности горизонтального двухфазного потока. [c.261]

Б а X т и о 3 и II Р. А., Исследование теплоотдачи двухфазного потока в вертикальных каналах. Канд. диссертация, Одесса, 1963. [c.400]

Рис. 3.34. Визуализация течения в вихревых горелках а — визуализация при течении воды с примесью полистирола. Re = 3,5 10 (14) 6 по данным [173] визуализация двухфазного потока керосин-воздух. Re = 5 IQS

X- расходное массовое паросодержание двухфазного потока [c.4]

И СВОЙСТВ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА [c.77]

Визуальное наблюдение картины вытекающего двухфазного потока на вертикальной выходной поверхности при атмосферном давлении позволило установить следующее. [c.79]

Расслоение двухфазного потока по высоте образца в периоды между прорывами воды позволяет наблюдать на его внешней поверхности плавный переход снизу вверх от режима истечения паровых струй к постепенному уменьшению доли жидкости в двухфазном потоке и, наконец, к чисто паровому потоку. [c.80]

В экспериментах по испарительному жидкостному охлаждению пористой металлической стенки с внешним лучистым нагревом при постоянном расходе охладителя плотность лучистого теплового потока постепенно увеличивалась. При этом происходило изменение визуально наблюдаемой на внешней поверхности образца структуры вытекающего потока от появления газопаровых пузырьков под пленкой кипящей жидкости до полного испарения потока. Картина истечения двухфазного потока на всех промежуточных стадиях также аналогична изложенной ранее для адиабатного испаряющегося потока. [c.81]

СОПРОТИВЛЕНИЕ И СВОЙСТВА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ, [c.86]

Переход к нормированным координатам позволяет проводить сопоставление экспериментальных данных, полученных при течении двухфазных смесей в различных в структурном отношении пористых средах с различными значениями s, . s , поскольку в этом случае исследуется идентичная область насыщенности, в которой обе фазы подвижны. В итоге получены довольно неожиданные результаты в нормированных координатах относительные проницаемости для различных пористых сред и двухфазных потоков очень близки между собой. Причем известные преобразованные результаты почти симметричны относительно линии S =0,5 и близки к параболам [c.88]

В некоторых случаях, например, при расчете движения пароводяного потока в глубинных слоях Земли, используется модель гомогенного течения. Эта модель была предложена для определения потерь давления при движении двухфазного потока в каналах обычных размеров. В ней принимается, что двухфазный поток ведет себя как некоторая гомогенная смесь, подчиняющаяся уравнениям движения для однофазной жид кости. Для описания гомогенной смеси необходимы средние параметры 88 [c.88]

Из приведенных на рис. 4.4 данных особенно важно отметить полное совпадение результатов по сопротивлению двухфазного потока, полученных с помощью формулы (4.15) для гомогенной смеси (линия I) и по модели относительной фазовой проницаемости при п = 1 (линия I). Действительно, при и = 1 формула (4.30) полностью совпадает с выражением [c.93]

Если обобщить модифицированный закон Дарси (4.38) на случай двухфазного потока, то задача определения инерционной составляющей сопротивления сводится к определению удельного объема v двухфазной смеси. В соответствии с используемыми моделями для расчета v можно предложить формулу (4.14) для гомогенной модели, а для модели раздельного течения (исходя из количества движения двухфазного потока) - соотношение 2 [c.94]

Левшаков А. М., Исследование нагрева и охлаждения сферической поверхности в двухфазном потоке газ — твердые частицы, Канд. диссертация, Свердловск, 1966. [c.409]

Мирзоева Л. М., Исследование процесса теплоотдачи двухфазного потока в вертикальной трубе. Канд. диссертация, АИНХ, Баку, 1959. [c.410]

Очеретько В, Ф., О методах измерения турбулентных характеристик двухфазных потоков с помощью фотосъемки, сб. Исследование турбулентности одно- и двухфазных потоков , изд-во Наукова думка , Киев, 1966. [c.411]

Пищенко А, М., О влиянии твердых частиц, переносимых потоком, на турбулентные характеристики несущей жидкости, сб, Исследование турбулентности одно- и двухфазных потоков , изд-во Наукова думка , Киев, 1966. [c.411]

Рис. 7.5. Визуальные исследования струхтуры течения при движении двухфазного потока в вихревой камере гормки

Систематизированы данные по гидравлическому сопротивлению и теплообмену при движении однофазного тегоюносителя в пористых материалах. Представлены результаты оригинальных исследований структуры, теплообмена и гидравлического сопротивления двухфазного потока теплоносителя, испаряющегося в пористых нагреваемых металлах. [c.3]

Качественно новые свойства достигаются при фазовом превращении потока теплоносителя внутри примыкающего к сплошной стенке проницаемого материала. В первую очередь, перенос теплоты от стенки теплопроводностью через пористый каркас (или в обратном направлении) исключает высокое термическое сопротивление у стенки, создаваемое сплошной паровой пленкой при кипении теплоносителя или сплошной пленкой конденсата при конденсации потока пара. Это позволяет полностью осуществить фазовое превращение потока при высокой интенсивности теплообмена. Кроме того, капиллярные силы создают равномерную насыщенность пористой структуры жидкостью, чем устраняется расслоение двухфазного потока в канале под действием внешних сил. Поэтому такой способ организации форсированного теплообмена при фазовых превращениях типичен, например, для систем при изменении их ориентацш относительно направления силы тяжести или в условиях пониженной гравитации. [c.14]

Для разработки аналитических моделей и расчета гидродинамических и теплообменных характеристик парожидкостного потока внутри проницаемой матрицы нужна информация о его структуре. Но рассматриваемый процесс отличается тем, что не позволяет выполнить визуальное или лю е другое исследование структуры двухфазного потока непосредственно внутри пористого материала. Поэтому единственным способом для получения необходимых сведений является наблюдение картины истечения из пористого материала испаряющегося в нем теплоносителя. Такие исследования проведены при адиабатическом дросселировании предварительно нагретой воды через пористые металлокерамичео кие образцы и при испарении воды внутри образцов с различными видами подвода теплоты - лучистым внешним потоком и при объемном тепловыделении за счет омического нагрева. Одновременно с визуальным наблюдением измеряли распределение температуры материала и изменение давления в потоке внутри образца (последнее измеряли только в первом случае). [c.77]

В процессе адиабатического дросселирования нагретой жидкости сквозь пористый материал удается реализовать двухфазный поток в чистом виде без усложняющих его явлений, вызванных внутрипоро-вым теплообменом между структурой и потоком. Типичный пример этого представлен на рис. 4.1. Бронзовый цилиндрический образец пористостью 0 51 изготовлен спеканием в форме свободно засыпанного порошка сферических частиц фракции 63...100 мкм. Начало оси Z совпадает с входной поверхностью. Внутри образца установлено 7 термопар [c.77]

При однофазном течении жидкости на входном участке (до пересечения с кривой I) температура остается постоянной, а давление линейно понижается. Жидкость достигает состояния насыщения (точка пересечения с кривой I), закипает и образуется двухфазный поток. Его расходное массовое паросодержание х = (I o - i )l г возрастает. Это вызывает непрерывное увеличение гидравлического сопротивления — наклон кривых распределения давления и температуры в потоке внутри образца постепенно увеличивается. По мере повышения начальной температуры сокращается протяженность входного участка течения однофазного потока, фронт закипания приближается к входной поверхности и возрастает паросодержание двухфазного потока на выходе. При этом увеличивается градиент давления в двухфазном потоке (кривые располагаются круче) и возрастает полный перепад давлений на образце. На рис. 4.1, б светлые значки и проведенные через них кривые соответствуют давлению насьь щения, рассчитанному по температурам, показанным на рис. 4.1, а. Темные значки соответствующего вида — измеренные величины давления. При совпадении расчетных значений давления с измеренными для двухфазного потока используется только темный значок. Величины давления насыщения могут быть рассчитаны только для двухфазного потока, т. е. для точек в области, расположенной выше кривой I. [c.78]

Измеренное с помощью игл давление в потоке внутр образца достаточно точно совпадает со значениями давления, рассчитанными по измеренным температурам в соответствующих поперечных сечениях. Такие результаты были получены во всем исследованном диапазоне удельных массовых расходов воды до 26 кг/ (м с), а также и для образцов из коррозионноч тойкой стали. Это свидетельствует о наличии термодинамического равновесия внутри адиабатного двухфазного потока в пористом металле. [c.79]

При начальной температуре воды 85...90°С (в зависимости от тщательности предварительной дегазации воды) на выходной поверхности образца всегда появляются видимые мельчайшие пузырьки воздуха. С повышением температуры и принижением ее к 100°С число и размеры пузырьков увеличиваются. Они медленно растут, достигают в максимальных случаях диаметра — 0,6 мм, отрываются и сносятся потоком. При приближении начальной температуры воды к 100° С происходит постепенный переход от выделения газопаровых пузырьков к паровым. Он состоит в том, что число центров образования и частота отрыва пузырьков возрастают, а их максимальные размеры уменьшаются до диаметра меньше 0,1 мм. При повышении температуры от 100 до 102 °С мельчайшие паровые пузырьки выбегают сплошными цепочками и лопаются на поверхности жидкостной пленки, образуя на ней мельчайшую рябь и туман из микрокапель. При дальнейшем повышении начальной температуры практически из каждой поры идут сплошные паровые микроструи, интенсивность которых непрерывно возрастает. Вся поверхность образца равномерно усеяна мельчайшими белыми источниками паровых микроструй. Пленка жидкости на ней набухает, становится рыхлой и белеет. Появляется шум. В дальнейшем интенсивность истечения паровых микроструй еще более возрастает, шум увеличивается. На пленке образуются бесформенные белые скопления размером около 5 мм, быстро сбегающие вниз или отрывающиеся от ее поверхности в виде бесформенных вначале комков. Такой механизм по мере увеличения его интенсивности наблюдается без качественных изменений до предельных исследованных начальных температур воды 180 °С, что соответствует возрастанию массового расходного паросодержания вытекающего двухфазного потока от О до 0,15. [c.79]

Помимо адиабатического дросселирования были выполнены обширные эксперименты по исследованию структуры и теплообмена двухфазного потока испаряющегося охладителя внутри проницаемых нагреваемых металлов — с объемным тепловыделением и с внешним лучистым тепловым потоком. Подробное изложение этих результатов будет приведено в гл. 6 и 7. Здесь же отметим некоторые наиболее важные для последующего анапиза данные. [c.80]

Особенно интересные результаты получены при измерении распределения температуры по толщине пористого образца с объемным тепловыделением и при визуальном наблюдении картины истечения двухфа> ной смеси на его внешней поверхности. В таких режимах профиль температуры имеет максимум в начале области испарения. После него в направлении к внешней поверхности, несмотря на интенсивный подвод теплоты от матрицы к двухфазному потоку, температура последнего, а вместе с ней и температура матрицы в зоне испарения понижается вслед за температурой насыщения паровой фазы испаряющейся смеси. В этой зоне на рассмотренный ранее процесс дросселирования двухфазной смеси накладывается интенсивный подвод теплоты от каркаса. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что вплоть до достигнутой плотности объемного тепловыделения = 14 10 Вт/м между порис-80 [c.80]

Результаты визуального наблюдения на внешней поверхности матрицу структуры вытекающего двухфазного испаряющегося внутри пористого металла теплоносителя без нагрева при адиабатическом дросселировании и при различных способах подвода теплоты к пронииземому каркасу (объемном тепловыделении и внешнем лучистом тепловом потоке) позволяют сделать важный вывод о том, что механизм теплообмена и структура двухфазного потока внутри пористого металла не зависят от способа подвода теплоты к последнему. При этом паровая фаза смеси находится в состоянии термодинамического равновесия. Внешняя поверхность с изменяющимися картинами вытекающего двухфазного потока представляет собой как бы ряд последовательных поперечных сечений образца по толщине и позволяет визуально наблюдать плавное изменение структуры потока. [c.81]

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]

Интенсивность внутрнпорового теплообмена. Одной из основных величин, определяющих испарение потока теплоносителя внутри пористых металлов, является интенсивность Ау объемного теплообмена. Выполним приближенную оценку этой величины. Из приведенного ранее физического механизма процесса следует, что основным режимом внутрнпорового теплообмена при движении двухфазного потока в нагреваемых матрицах является передача теплоты от пористого каркаса с температурой Т теплопроводностью через жидкостную микропленку к ее поверхности, имеющей температуру, равную температуре насыщения, где теплота затрачивается на испарение жидкости. [c.85]

Исходные положения. Различные эмпирические модели, используемые для расчета сопротивления двухфазных потоков в каналах обычных размеров, неприменимы к потокам в проницаемых матрицах. Задачу о сопротивлении при движении двухфазного потока в пористых средах до последнего времени решали в основном исходя из потребностей гид рогеологии и нефтедобычи — при ненасыщающем течении подземных вод, при движении несмешивающихся водонефтяных и газонефтяных потоков в грунтах. [c.86]

Многочисленные экспериментальные исследования подтвердили справедливость системы уравнений (4.9) для различных двухфазных потоков (жидкость—жидкость жидкость—газ) с точностью, достаточной для практических приложений. При этом оказалось, что относительные фазовые проницаемости зависят только от вида пористой структуры и от насыщенности ее каждой фазой. На рис. 4.3 приведен пример эмпирических зависимостей относительных фазовых проницаемостей для газоводяной смеси от насыщенности s пористой среды смачивающей фазой (водой). Они получены на основе обобщения ряда данных и имеют следующее аналитическое описание [c.87]

Аналитическое нсследоваине сопротивления. Из приведенной ранее физической модели течения двухфазного потока внутри пористого металла следует, что в нем имеет место раздельное течение фаз — паровые микроструи в центре гладких каналов и жидкостная микропленка, которая обволакивает частищ.1 материала и заполняет все неровности структуры. Поэтому сначала расчет характеристик потока проведем по модели относительной фазовой проницаемости с раздельным течением фаз. Полученные результаты с целью более полного представления о свойствах такого потока сравним с результатами по модели гомогенного течения. [c.89]

При анализе потерь давления на трение важное значение имеет параметр двухфазности Ф = (dp/dZ)l (dpldZ) , представляющий собой отношение обусловленного трением градиента давления (dp/dZ) двухфазного потока к аналогичной величине (dp/dZ)o для однофазного потока жидкости при одинаковых удельных массовых расходах. [c.89]

В теории и практике движения газожидкостных смесей в грунтах их скорость мала и влияние инерционной составляющей сопротивления двухфазного потока обычно не учитывается, поэтому и вопрос о ее расчете не исследовался. Процессы испарения потока теплоносителя в порио тых структурах теплообменных элементов отличаются высокими скоростями течения двухфазной смеси, при которых значение инерционной составляющей сопротивления может быть значительным. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...