Основные уравнения двухфазного потока

Основные уравнения двухфазного потока [c.46]

Таким образом, основные уравнения двухфазного потока могут быть представлены в следующем виде [c.26]

Расчетная схема принятой модели потока показана на рис. 7.5. Основная часть пара сосредоточена в верхней части трубы, а в нижней части — жидкая фаза, отделенная от стенки тонким слоем паровой пленки. Для замыкания исходной системы одномерных уравнений двухфазного потока ( 7.2) рассмотрена упрощенная модель процесса. Эти упрощения сведены к следующим допущениям [132] [c.193]

При рассмотрении движения небольшого одиночного пузыря (капли) или потоков с непрерывной фиксированной границей раздела (тонкие пленки, русловые течения) формулировка основной системы уравнений процесса может быть произведена со всей необходимой строгостью. В случае же сложных течений, когда компоненты потока расчленены на отдельные элементы, имеется ряд областей, замкнутых границами раздела, где возникают трудности, связанные с необходимостью рассматривать вероятностные ситуации с элементами, переменными в пространстве и во времени. Последовательные аналитические методы для таких систем в настоящее время отсутствуют. Решающее значение тут имеют эксперимент и метод подобия. Однако и в этом случае необходимо иметь общий метод вывода и анализа безразмерных параметров процесса (критериев подобия). Такой общий метод, приведенный в этой книге, основан на допущении, что в целом все взаимодействия, имеющие место в двухфазном потоке любой сложности, для каждой его отдельной области описываются теми уравнениями, что и для систем с одной поверхностью раздела. Вследствие этого критерии подобия могут выводиться из этих уравнений для всей системы в целом с учетом уравнений и параметров, определяющих размеры возникающих дискретных элементов и вероятность их распределения. [c.10]

Общие критериальные соотношения, характеризующие гидродинамику потока при барботаже пара через жидкость, могут быть установлены из рассмотрения совокупности основных обобщенных переменных, полученных при анализе дифференциальных уравнений движения двухфазного потока, которая (как это следует из гл. 1) имеет следующий вид [c.96]

Уравнения переноса массы и тепла при ламинарном и турбулентном течениях однофазных или двухфазных теплоносителей в каналах выводятся из основных законов физики сохранения массы, сохранения энергии, вязкого трения Ньютона, теплопроводности Фурье. Здесь и далее не будут затрагиваться вопросы переноса в жидкостях, законы трения в которых не подчиняются закону Ньютона (т = (Г ди ду). Уравнения неразрывности, движения и переноса тепла с учетом зависимости свойств от параметров теплоносителя образуют систему, представляющую основу для расчета полей скорости и температуры. Эта система является замкнутой для ламинарного режима течения. Для турбулентных режимов течения приходится прибегать к гипотезам или построению полуэмпирических моделей, позволяющих замкнуть систему уравнений. Для течений двухфазного потока, особенно в условиях кипения или конденсации, эмпирический подход до настоящего времени преобладает. [c.9]

При умеренных скоростях двухфазного потока уравнение (4.77) становится неправомерным и необходим учет обоих членов в правой части уравнения (4.76). Основная трудность в этом случае возникает при определении локальной относительной скорости паровой фазы, которая существенным образом зависит от режима движения и степени дисперсности двухфазного потока. [c.152]

Составим систему основных уравнений для пограничного слоя газа с жидкостью. Будем считать газ однофазной гомогенной средой и бинарной газопаровой смесью, состоящей из сухого газа и пара той жидкости, с которой он непосредственно контактирует. В отличие от нее поток газожидкостной смеси в целом является двухфазной гетерогенной средой. Но он разделен на области, занятые только газом или только жидкостью, и для этих областей составляются уравнения переноса типа уравнения (1-3). В соответствии с этим уравнением запишем уравнение переноса массы (уравнение диффузии) [c.25]

В первых главах изучаются термодинамические свойства влажного пара, основные уравнения его движения, траектории капель в каналах и в рабочем колесе, а также образование и рост капель в двухфазной среде. Рассматриваются критерии подобия двухфазных потоков и методы экспериментального исследования турбин, [c.2]

Проблема приближенного моделирования двухфазных потоков может рассматриваться при независимом выборе масштабов проточной части и капель. Практически — это обычный прием моделирования. В то же время ставится задача сохранения одинаковыми, по-возможности, в натуре и модели основных уравнений механики, обеспечиваюш,их подобие полей скоростей и давлений. Ниже будем иметь в виду именно эту задачу. При ее решении будем вводить два масштаба для проточной части (/о) и для капель ( о)- [c.142]

Изложенные в предыдущих главах общие принципы исследования теплообмена и движения в многофазных системах могут быть также положены в основу изучения гидравлики газо-жидкостной смеси. Метод построения системы основных уравнений гидродинамики такого двухфазного потока и их анализа с точки зрения теории подобия был показан нами в десятой главе, при изложении гидродинамической теории кризисов в механизме кипения. [c.163]

Уравнения движения двухфазного потока в гидродинамической форме и основные критерии подобия [c.164]

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПОТОКОВ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПОДОБИЯ [c.42]

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ [c.6]

Расчет проточных частей турбин базируется на использовании основных уравнений сохранения энергии, количества движения и массы. Скорости потока и баланс потерь определяются из уравнений энергии, силовое воздействие потока на лопатки — из уравнений количества движения, а геометрические размеры — на основании уравнений неразрывности. Для рассмотрения особенностей потоков двухфазных сред в -проточных частях турбин примем некоторые необходимые для теоретического анализа и расчета предпосылки и допущения. [c.6]

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ПОТОКОВ ДВУХФАЗНЫХ СРЕД [c.8]

С учетом сделанных в предыдущем параграфе замечаний запишем основные уравнения потоков двухфазных сред в дифференциальной и интегральной формах. [c.8]

К наиболее важным теплоэнергетическим объектам с распределенными параметрами [39—45] относятся теплообменники с однофазным и двухфазным теплоносителем. При аналитическом исследовании динамических свойств распределенных теплообменников обычно поток рабочей среды считается одномерным, т. е. физические параметры среды по сечению трубы предполагаются постоянными. При рассмотрении обычно также пренебрегают изменением кинетической и потенциальной энергии движущейся среды, поскольку эти величины малы по сравнению с изменениями тепловой энергии, имеющими место в период переходных процессов. С учетом этих замечаний основные уравнения для рабочей среды, которые принимают исходными при аналитическом исследовании распределен-ных теплообменников, записывают в следующем виде [c.820]

Учебник содержит систематическое изложение теоретических основ механики жидкости и газа в объеме курса, читаемого для соответствующей специальности. Он знакомит с методами расчета до-, около- и сверхзвуковых потоков, с расчетом двухфазных потоков, теорией пограничного слоя, расчетом течений при подводе теплоты, массы и т. п. Автор стремился обратить внимание на физическую сущность задач и расчетную сторону проблем, что важно для инженеров. Основные уравнения записаны в интегральной и дифференциальной формах с применением индексной записи. Это позволило сделать все преобразования компактными и наглядными особенно при рассмотрении общих случаев. Применение уравнений сохранения в интегральной форме дает возможность просто решать ряд инженерных задач. [c.3]

Анализ работ, посвященных теоретическим и экспериментальным исследованиям гидромеханики и тепло- и массообмена двухфазных потоков, показывает, что при изучении данных процессов применялись в основном два метода исследования. В первом случае исходили из строго теоретического рассмотрения данной проблемы. Однако в силу особой сложности рассматриваемых процессов авторы шли по пути упрощения исходных дифференциальных уравнений, что приводило к значительному искажению модели действительного механизма процесса. Поэтому при изучении процесса теплообмена используют второй метод — метод экспериментального исследования. [c.16]

В схеме на рис. 162, а статические давления измеряются в точках, лежащих на одном диаметре цилиндра, перпендикулярном оси основного потока в схеме на рис. 162, б — в наименьшем сечении труб Вентури. Выражение (Х1.44) представляет собой статическую характеристику идеального прототипа массового расходомера. В действительности наблюдаются значительные отклонения от линейности, вызванные неидентичностью потоков в ветвях и влиянием режимов течения. Для -измерений гетерогенных потоков схема на рис. 162, а непригодна из-за сепарации компонентов под действием центробежных сил. В расходомере, выполненном по схеме рис. 162, б, следует ожидать существенного влияния на коэффициент преобразования соотношения фаз, так как потери напора в двухфазных потоках резко зависят от отношения скоростей фаз. Ряд схем, аналогичных рассмотренным, приведен в [165]. Так как уравнение Бернулли, использованное для вывода (Х1.44), действительно только на установившихся режимах, то массовые расходомеры с датчиками переменного перепада давления непригодны для измерений в динамических режимах. [c.382]

При одномерном описании потока в каналах в основных уравнениях (движения и энергии) появляются новые переменные (коэффициенты теплоотдачи и гидравлического сопротивления в однофазном потоке и шесть коэффициентов в двухфазном). Они учитывают всю специфику реального трехмерного потока при его одномерном описании. Поэтому, чтобы замкнуть системы уравнений, необходимо располагать дополнительными уравнениями для новых переменных. Эти уравнения, как правило, могут быть получены только экспериментально, особенно для турбулентных течений. [c.4]

В рамках одномерной модели двухфазных течений капельной структуры можно проследить роль некоторых основных критериев подобия в градиентных потоках. С этой целью используется система уравнений (1.1) — (1.14) для стационарного течения (д/д% = 0). Расчетным путем исследовались конфузорные и диффу-зорные потоки с различными скоростями расширения и торможения. [c.11]

Движение двухфазных смесей будем рассматривать применительно к течению в вертикальных трубах боль-щой длины для различных агрегатов, когда можно двухфазную среду принять квазигомогенной. В этом случае при изучении нестационарного движения в целом для всего потока можно написать уравнение движения для одномерного течения гомогенной двухфазной среды с учетом скольжения легкой фазы (в нашем случае скольжение пара в воде за счет архимедовой силы). С учетом указанных выше обстоятельств основные уравнения для потока пароводяной смеси в вертикальных 76 [c.76]

Экспериментальные исследования проведены в довольно узком диапазоне геометрических характеристик местных сопротивлений и основных параметров двухфазного потока, содержат методические неточности [1], а результаты опытов разных авторов иногда прямо противоположны [2 и 3]. Суш ествуюш ие методы расчета гидравлических потерь в местных сопротивлениях в большинстве случаев плохо согласуются с экспериментальными данными. Так, нормативный метод гидравлического расчета котлов [4], основанный па гомогенной модели двухфазного потока и использующий в большинстве случаев коэффициент местного сопротивления на однофазном потоке С1ф, может давать результаты, в 4 раза превышающие результаты опытов. Расчетные зависимости различных авторов, приведенные в [1], применимы только для расчета перепадов давления в случае резкого расширения двухфазного потока. Уравнения, полученные для расчета гидравлических потерь двухфазного потока при течении через внезапные сужения [2] и дифрагмы [5], имеют следующие общие недостатки потери в этих случаях рассматриваются лишь как результат внезапного расширения двухфазного потока от поджатого сечения струи до последующего сечения канала, а потери при сужении потока от входной кромки до поджатого сечения не учитываются. Кроме того, (истинное объемное газосодер- [c.145]

В связи с существенной нестационарностью процесса при снарядном режиме не удалось воспользоваться основной си-стелюй уравнений двухфазного потока ( 7.2) для обобщения опытных данных. Сильные колебания расхода, давления, теплового потока от стенки привели к известным трудностям как первичной обработки опытных данных, так н их обобщению. Кроме того, попытка систематизировать опытные данные по коэффициенту перемежаемости р как функции режимных параметров не дали положительных результатов из-за низкой точности измерений пульсационных характеристик и их зависимости от геометрии магистралей установки. Поэтому использована гомогенная модель двухфазного потока, позволившая произвести обобщение в виде зависимости числа Стантона от числа Рейнольдса, вычисленных по физическим параметрам пара на линии насыщения и по скорости жидкости на входе в участок. Расход, давление, тепловой поток и те.мпература насыщения осреднены по времени в окрестности рассматриваемого [c.215]

В качестве введения в задачу о взаимодействии многофазной среды с телом oy и Тьен [742] расс.мотрели движение отдельной сферической твердой частицы вблизи стенки, обтекаемой турбулентным потоком жидкости. Теоретический анализ содержал основное уравнение движения, описывающее влияние стенки на двухфазный турбулентный поток, и решение уравнений, включающее лишь наиболее существенные процессы, которые протекают в стацпонарных условиях. Упрощенная физическая модель рассматрпвае.мых явлений представляла собой сферическую твердую частицу в полубесконечном турбулентном потоке жидкости, ограниченном бесконечно протяженной стенкой (фиг. 2.10). Размер частицы предполагался настолько малым в сравнении с раз-меро.м вихря пли микромасштабом турбулентности потока, что вклад различных пульсаций скорости был линеен. Описание характера движенп.ч потока строилось на основе данных по распределению интенсивностей и масштабов турбулентности [105, 418, 468]. Течение, особенно вблизи стенки, является анизотропным и неоднородным. Тем не менее в качестве основного ограничивающего допущения было принято представление о локальной изотропно- [c.58]

В настоящее время существуют в основном два подхода в рассмотрении движения и переноса массы и энергии в двухфазных потоках [35]. При одном подходе движение и процессы переноса рассматриваются для каждой нз фаз в отдельности и полученные при этом зависимости связываются в систему условиями, характеризующими протекание этих процессов на границе раздела фаз [86]. Другой метод состоит в том, что фазы считаются распределеиными одна в другой по определенному закону распределения [156, 157]. При таком подходе либо одна из фаз, либо обе фазы считаются во всем рассматрийаемом объеме епрерывным-и и уравнения, характеризующие протекание процесса ib них, записываются для среды в целом. Во всех случаях паряду с уравнениями движения и переноса задаются условия на границах между средой и поверхностями твердого тела, ограничивающими ее. Здесь в общем виде (в трехмерной форме) рассмотрены система уравнений, описывающих движение для каждой из фаз в отдельности, и граничные условия, связывающие эти уравнения. Кроме того, рассмотрено уравнение движения, записанное в гидравлической форме, которое отражает другой подход к решению данной задачи, однако рассматривается оно в более простом, одномерном виде. [c.15]

Расчеты по одномерной модели, выполненные А. Г. Андриецем, подтверждают в основном результаты, представленные в 7.1. Численное решение уравнений одномерного движения двухфазной среды (см. гл. 6) показало, что наиболее значительное воздействие на двухфазный поток в диффузоре оказывают геометрические параметры и механическое взаимодействие фаз. В соответствии с законом обращения воздействий логарифмическая производная скорости несущей фазы определяется по уравнению [c.240]

В соответствии с общепринятой методикой изложения газодинамики гомогенных сред вначале даются основные уравнения движения влажного пара (гл. 3). Далее рассматриваются вопросы подобия и анализ размерностей в потоках влажного пара. В гл, 4 изучается механизм распространения слабых возмущений в двухфазных средах. Следующая — 5 гл. — посвящена исследованию одномерных течений влажного пара. Здесь рассматривается одномерное адиабатическое движение в условиях метастабильного и равновесного изменения состояния системы при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Материалы этой главы позволяют проследить влияние влажности, внутреннего теплообмена и фазовых переходов на изменения скорости потока и термодинамических параметров в конфузорных и днффузорных квазиодномерных потоках. [c.7]

Используя уравнения (5.1)-(5.14), рассчитываются основные параметры процесса кавитации в сопле Вентури, такие как скорость потока в критическом сечении сопла и в любой точке кавитационной области (Р, статическое давление в области кавитации 7 ,,, массовый расход через любое произвольное взятое сечение области кавитации, обьемный расход двухфазной среды, из которой состоит область кавигации, плотность двухфазной среды р в любом произвольно взятом сечении области кави тации, объемная концентрация газовой фазы, массовые расходы жидкой 7 и газовой С фаз, полное давление потока Р в произвольнее взятом сечении области кавитации, местная скорость звука а в любой точке области кавитации, длина 5 области кавитирующей жидкости. [c.149]

Для многофазных и двухфазных сред уравнения движения и энергии формулировались уже неоднократно многими авторами, в основном применительно к теории фильтрации, пневмо- и гидротранспорту, пылепрнготовлению и др. Так, В. Н. Щелкачевым были получены уравнения фильтрации с учетом изменения пористости при изменении давления среды [Л. 182]. Система основных дифференциальных уравнений для двухкомпонентных сред при некоторых упрощениях получена была Н. А. Слезкиным [Л. 143]. Эти уравнения, записанные для отдельных фаз, справедливы в случае переноса количества движения и энергии от одной компоненты к другой. Теория взвешенных мелкодисперсных наносов, разработанная Шмидтом, получила широкое распространение для расчетов потоков растворяемых частиц и коллоидных суспензий. Осредненные уравнения движения для газо- и парожидкостных смесей с учетом фазовых переходов были получены С. Г. Телетовым [Л. 152]. Более строгий вывод основных осредненных уравнений для отдельных компонент был выполнен Ф. И. Франклем. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...