Движение двухфазного потока в вертикальных и горизонтальных трубах

В более общем случае (Re Ггд) первый член в уравнении (13) равен удельным потерям напора на трение при движении двухфазного потока в горизонтальной трубе (g=0) при одинаковой приведенной скорости жидкости w и том же значении среднего по сечению истинного объемного газосодержания ср, которые имеют место при подъемном движении рассматриваемого потока в вертикальном канале ( >0). Выше отмечалось, что при равенстве общего расхода смеси и одинаковом весовом газосодержании в вертикальном и горизонтальном каналах (одинаковые w n Щ ъ последнем tp больше, чем в первом. Следовательно, при одинаковых г/ и ф в горизонтальном канале объемное расходное газосодержание 3 должно быть меньше, чем в вертикальной трубе. Таким образом, в самом общем случае достоверное сопоставление потерь напора на трение в вертикальном и горизонтальном каналах следует производить при разных расходах двухфазной смеси (одинаковые и ф, а не Уд и р ). Только при 1 такое сопоставление [c.171]

В дальнейшем ограничимся рассмотрением таких видов потерь давления в двухфазном потоке, которые вызываются только наличием сил трения и объемных сил тяжести. Для этого проанализируем стационарное, стабилизированное, одномерное течение адиабатического, несжимаемого двухфазного потока кольцевого типа без волнообразования на границе раздела фаз в плоском канале постоянного сечения (рис. 1). В этих условиях потерями напора вследствие ускорения потока, наличия местных сопротивлений и прочими видами потерь напора можно пренебречь, за исключением потерь давления на трение и нивелирного напора. При движении этого потока в условиях отсутствия сил тяжести (g=0, ближе всего к этим условиям приближается течение двухфазного потока в горизонтальной трубе) полный перепад давления связан в основном только с диссипацией энергии потока вследствие трения. При подъемном (против сил тяжести) движении того же потока в вертикальном канале ( > 0) в дополнение к этим потерям добавляются потери напора, вызываемые необходимостью совершения работы против сил тяжести. Эти дополнительные потери давления обычно принято учитывать с помощью так называемого нивелирного напора. На ранних стадиях изучения двухфазного потока, когда он рассматривался как некоторый гомогенный поток с постоянной по сечению приведенной плотностью P j,(j= Р (1 — Р) + Ч-р"Р, где индексы ш " обозначают соответственно жидкую и газовую фазу р — объемное расходное газосодержание, рекомендовалось [3, 4] вычислять величину удельного нивелирного напора по следующей формуле [c.164]

В настоящее время это определение нивелирного напора наиболее часто употребимо в расчетной практике и приводится во всех нормативных материалах по расчету гидравлики двухфазных систем [1, 2, 8]. При этом нет никакой уверенности в том, что при вычитании указанного нивелирного напора из полного перепада давления при подъемном движении двухфазного потока в вертикальном канале (g > 0) получится точное значение перепада давления вследствие трения при движении этого потока с тем же массовым расходом жидкости и газа (пара) в горизонтальном канале (g =0). А именно такое предположение делалось в целом ряде работ, в частности при обработке опытных данных по гидравлическому сопротивлению трения и составлении нормативного метода для расчета истинного объемного паросодержания ф при движении двухфазного пароводяного потока в горизонтальных и вертикальных трубах [5]. Цель настоящей статьи состояла в выяснении этого обстоятельства, нахождении условий сопоставимости данных по потерям напора в горизонтальных и вертикаль-ных каналах и определении той части из полного перепада давления в вертикальном канале (g > 0), которую необходимо вычитать из этого перепада, чтобы получить точное значение потерь напора на трение в отсутствие объемных сил тяжести (g=0), т. е. фактически при течении двухфазного потока с тем же массовым расходом фаз в горизонтальной трубе. [c.165]

В вертикальных трубах движение двухфазного потока, усредненное за достаточно большой промежуток времени, всегда обладает осевой симметрией. В наклонных и горизонтальных трубах такая симметрия выдерживается только при достаточно больших скоростях течения. При малых скоростях течения поток расслаивается в нижней части трубы течет жидкость, а в верхней—пар (газ). Такое явление опасно тем, что при теплообмене верхняя часть трубы, обтекаемая преимущественно паром, охлаждается хуже, чем нижняя. Это явление наблюдается как при смачиваемой, так и при несмачиваемой поверхностях. [c.48]

Таким образом, использование нормативного метода расчета потерь полного напора [1, 2, 8] при подъемном движении двухфазного потока в каналах на основе данных, полученных при заданных характеристиках течения по потерям напора на трение в горизонтальной трубе и истинному объемному паросодержа-нию ср в горизонтальном или вертикальном канале (при непосредственном измерении ф), может привести при проектировании соответствующего оборудования к совершенно неоправданному завышению высоты циркуляционных контуров (при естественной циркуляции) или мощности питательных насосов (при прямоточной схеме движения двухфазного теплоносителя). [c.175]

Укажем, наконец, что двухфазное течение в охлаждаемых трубах (конденсация движущегося в трубе пара) характеризуется уменьшением скорости смеси по длине канала по этой причине его структура очень сильно зависит от ориентации канала. В вертикальных охлаждаемых каналах устойчивое течение практически возможно лишь для опускного парожидкостного потока, так как при встречном движении пленки конденсата и пара велика вероятность захлебывания (см. гл. 4). При опускном движении конденсирующегося пара в вертикальной трубе самым естественным и основным является кольцевой режим течения. В горизонтальных трубах при малых скоростях смеси всегда возникают расслоенные структуры. Однако при конденсации жидкая пленка непрерывно образуется по всему периметру канала и затем стекает вниз. Поэтому здесь также наблюдается кольцевая структура с большой и увеличивающейся по длине несимметрией в распределении толщины жидкой пленки по периметру трубы. Большая часть расхода жидкости в направлении течения приходится на нижнюю часть сечения канала — ручейковая структура, тогда как наиболее интенсивная конденсация происходит по верхней части периметра, где пленка конденсата тонкая. [c.340]

В действительности истинное паросодержание в вертикальном канале при заданных р=0.993 и и = 10 м/сек будет меньше, чем в горизонтальной трубе, и, согласно уравнению (12), составит величину fjopT=0.8. Тогда истинное значение полного удельного перепада давления при движении двухфазного пароводяного потока указанных выше параметров в вертикальном канале определяется точным соотношением (13), в котором нивелирная составляющая полного напора вычисляется по формуле (14) [c.174]

Объемное газосодержание = ф отличается от объемного расходного газосодержания из-за относительного движения (скольжения) фаз (у т г ,). Указанный параметр ф важен, в частности, для оценки поглощения нейтронов двухфазным теплоносителем в ядерном реакторе, ибо объемы, занятые жидкостью и паром, имеющими существенно разные плотности р и р , по-разному поглощают нейтроны. Кроме того, значенне ф необходимо для определения веса вертикального столба двухфазной жидкости для анализа силового взаимодействия потока со стенками трубы (см. ниже 3). К настоящему времени для горизонтальных и вертикальных нисходящих и восходящих потоков при различных режимных параметрах (В, р, т, р , р ) имеются многочисленные данные о зависимости ф( ), полученные разными методами ), но в основном методом отсечек (для воздуховодяных потоков и других холодных потоков) и методом -про-свечивания. [c.169]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...