Инерция потока паров

ИНЕРЦИЯ ПОТОКА ПАРОВ [c.381]

Инерция потока паров, как правило, на порядок меньше, чем инерция потока жидкости, ввиду малого объема паров на тарелках. Если бы емкость тарелки точно равнялась объему парового пространства, то инерция потока паров была бы пренебрежимо малой, однако повышение давления, которым сопровождается увеличение потока паров, означает, что для нагрева жидкости до более высокой температуры пары должны конденсироваться. Объем жидкости в этом случае представляет собой дополнительную емкость для паров, которая как правило, значительно превышает физический объем парового пространства. Схема материальных потоков паров для одной тарелки представлена на рис. 14-11. [c.382]

Пример 14-2. Инерция потока парив в установке для разделения бензола и толуола. Емкости, приведенные к 0,1 м поперечного сечения колонны, составляют [c.382]

Применявшийся ранее профиль каналов с острыми углами оказался менее эффективен и в настоящее время к установке не рекомендуется. В искривленных каналах жалюзийных сепараторов капли жидкости под действием сил инерции и силы тяжести выпадают на поверхность, образуя жидкую пленку. При нормальном режиме пленка стекает с сепаратора, образуя крупные срывающиеся вниз капли. Однако при некотором критическом значении скорости пара жидкостная пленка может быть сорвана потоком пара и раздроблена на мелкие [c.45]

Возвратное движение жидкости на спинке профиля у входной кромки приводит к утолщению пленки и отрыву ее потоком пара (зона А на рис. 13-23, а). Эпюра скоростей влаги на этом участке обвода профиля имеет отрывную структуру. Часть жидкости, огибающая входную кромку в направлении от спинки к вогнутой поверхности, отрывается в результате действия кориолисовых сил от тела лопатки в зоне В. Отрыв пленки возможен также и в других местах вогнутой поверхности лопаток (зона В), причем вероятность отрыва зависит от смачиваемости поверхности и соотношения сил инерции и капиллярных сил. [c.377]

Расчеты и эксперименты показывают, что в результате описанной конденсации и роста размер образующихся капель составляет десятые доли микрометра. Такие капли легко увлекаются потоком пара, проносятся сквозь проточную часть, не вызывая каких-либо эрозионных повреждений. Однако, к сожалению, в результате столкновений отдельных мелких капель и их слияния, вихревого движения потока за кромками сопловых лопаток за демпферными связями и в других зонах, возникают капли и более крупного размера. Обладая большей инерцией, они отклоняются от траектории частиц пара, попадают на поверхность сопловых и рабочих лопаток и, сливаясь, образуют водяные пленки толщиной 20—50 мкм. Срывающиеся и дробящиеся водяные пленки являются источниками крупно дисперсной влаги с радиусом капель, достигающим 100 мкм. Такие капли часто являются неустойчивыми и под действием парового потока дробятся. [c.458]

В соответствии с третьим ограничением необходимо учесть силы инерции в потоке пара, т. е. рг. Таким образом, критическая скорость пара определяется тремя величинами = ф ( — Рг> Рг/ )- Приводя это уравнение к безразмерному [c.317]

Переход на парожидкостный режим при докритических параметрах охладителя сопровождается повышением гидравлического сопротивления пористого материала вследствие увеличения объема паров охладителя. При этом пористая стенка начинает работать на устойчивом режиме парожидкостного охлаждения, но при увеличенном давлении охладителя. Температура же горячей стенки скачкообразно возрастает и в определенном диапазоне расходов охладителя остается постоянной (см. рис. 6.3). Постоянство температуры горячей стенки в некотором интервале расходов охладителя можно объяснить тем, что при истечении из пористой стенки парожидкостной смеси не вся жидкость участвует в ее охлаждении, часть жидкости в виде мельчайших капель по инерции проходит сквозь пограничный слой и уносится потоком горячего газа. По мере уменьшения расхода охладителя количество жидкости в парожидкостной смеси уменьшается, а граница раздела жидкость—пар перемещается внутрь стенки. Температура поверхности, соприкасающейся с горячим газом, остается постоянной, а температура стенки со стороны подачи охладителя возрастает и достигает температуры кипения. Этот момент характеризуется вторичным повышением гидравлического сопротивления пористого материала. Над пористой стенкой со стороны подачи охладителя образуется паровой слой. Система начинает работать на паровой режим охлаждения. При этом температура горячей поверхности стенки резко возрастает, что может привести к ее прогару. По мере повышения в газовом потоке давления область удельных расходов охладителя, где температура горячей стенки постоянна, сокращается и>за уменьшения скрытой теплоты парообразования (см. рис. 6.4). [c.154]

Первое предположение означает, что не учитывается поверхностное натяжение и силы инерции в жидкости. Оно оправдано, если радиус пузырька R существенно больше критического радиуса зародыша Rt, а скорость и ускорение радиального движения слоев жидкости на поверхности умеренные. Температура пара в пузырьке равна температуре насыщения Т (р ) при давлении системы. Ту же температуру имеет жидкость на границе пузырька. Поток тепловой энергии к границе пузырька, обусловленный температурным напором доо - Т , определяет интенсивность испарения жидкости внутрь пузырька. Ввиду постоянной плотности пара в пузырьке движение пара в нем отсутствует, а интенсивность испарения как и в динамической схеме роста, оказывается в соответствии [c.250]

Перенос вещества из продуктов сгорания на поверхность экранных труб происходит по инерции, за счет диффузии либо под воздействием электростатических сил. В первом случае частицы золы, имеющие большую инерцию, выходят из потока при его искривлении или из-за пульсации и крупномасштабной турбулентности среды внутри топочной камеры и ударяются о поверхность труб. Во втором случае частицы золы и пары минеральных компонентов передвигаются турбулентно к поверхности в результате броуновского движения либо термодиффузии через пограничный слой. [c.38]

Движение частиц и паров к поверхности. Вещество из горячего потока на трубы переносится либо по инерции, либо за счет диффузии [9, 12, 13, 33, 36, 39]. Б первом случае [c.54]

По мере роста капель их скорость все более отличается от скорости пара. Большие капли в криволинейных каналах под влиянием сил инерции приближаются к стенкам и оседают на них. Поток становится неоднородным, и в некоторых его областях [c.34]

Расширяясь из области слабого перегрева, пройдя состояние насыщения, пар продолжает как бы по инерции следовать адиабате Пуассона и становится переохлажденным. Отметим, что эксперимент (см. рис. 6-5 и 6-7) всё же обнаруживает отклонения в распределении статического давления вдоль потока от рассчитанного по квазистатической адиабате практически сразу же после достижения паром температуры насыщения. Однако это отклонение настолько невелико, что в большинстве случаев им можно пренебречь. [c.148]

Отделение влаги в зазоре между сопловыми и рабочими лопатками возможно лишь в том случае, когда частицы ее после соплового аппарата достигают наружной цилиндрической поверхности. Влагоудаление за сопловым аппаратом обусловлено радиальным подъемом частиц влаги, движущихся по инерции в закрученном потоке, и происходит путем отбрасывания к периферии раздробившихся о входные кромки рабочих лопаток капель воды и отводом текущей по верхнему бандажу пленки жидкости. Очевидно, что задача удаления влаги за диафрагмой возникает лишь в случае, когда в ступень поступает влажный пар. [c.364]

Немаловажную роль в процессах дробления капель играет тепловая устойчивость , связанная с вскипанием капель, перегретых по-отношению к окружающей среде. Находясь в потоке расширяющегося пара, жидкие частицы попадают в зоны с пониженными-давлением и температурой. Выравнивание давления внутри капли происходит со скоростью распространения малых возмущений в жидкости, т. е. практически мгновенно. Выравнивание же температуры внутри капли происходит с определенной степенью инерции, зависящей от размера капель, градиентов скоростей, теплофизических свойств среды и других параметров. На рис. 3-24 приведены зависимости, по которы.м можно [c.68]

Критерии подобия можно составить по параметрам потоков в любой паре сходственных точек, но практически их удобнее вычислять по параметрам потока, заданным в условиях однозначности. Каждый из критериев характе-зирует отношение пары сил, действующих в потоке. Так, критерий Рейнольдса Re есть отношение конвективной силы инерции к силе вязкости. Этот критерий, как было показано выше, характеризует важнейшие свойства потока, являясь количественным признаком существования ламинарного или турбулентного режимов течения. Критерий Фруда представляет собой отношение [c.59]

В случае установившегося течения критерии 51 выпадает из рассмотрения. Если силы тяжести не оказывают существенного влияния на пара.метры потока, то исключается из рассмотрения критерий Рг. В этом случае безразмерные скорости Ui Uo и безразмерный перепад давления оказываются функциями только относительных координат точки, параметрических критериев и критерия Рейнольдса. Следует обратить внимание на то, что критерий Не как мера отношения сил инерции и сил вязкости может иметь значение лишь тогда, когда эти силы соизмеримы. Если силы вязкости существенно превосходят силы инерции (т. е. при очень малых значениях Ре) или, напротив, силы инерций неизмеримо больше си.ч вязкости (при очень больших значениях Ре), то критерии Ре выпадает из числа определяющих явление критериев. В этих двух предельных случаях, как говорят, имеет место автомодельность явлений по критерию Ре. [c.60]

Для улавливания одной жидкости (без примеси паров) располагают заборную трубку плоскостью входного отверстия перпендикулярно потоку. Капли, двигаясь по инерции, будут проникать в трубку [c.233]

Об инерции паровых потоков имеется относительно мало данных, так как эти величины слишком незначительны для того, чтобы привлечь большое внимание. Опыты, проведенные Эйкманом на колонне с 20 тарелками [Л. 25], показали, что чувствительный элемент, установленный на паровой линии вверху колонны, реагировал на изменение подачи тепла с запаздыванием в 20 сек. Так как это запаздывание включает задержку в паровой линии, составляющую несколько секунд и запаздывание в кипятильнике, также составляющее по крайней мере несколько секунд, то эффективное запаздывание потока паров в колонне составляет от 10 до 15 сек. В колонне для отделения пентана, содержащей 50 тарелок, ступенчатое изменение количества поступающего тепла приводит к мгновенному изменению расхода верхнего продукта [Л. 10], что, по-видимому, означает, что запаздывание по этому каналу меньше 1 мин. Большая инерция потока паров была отмечена в экстрактивной дистилляционной колонне, содержащей 100 тарелок [Л. 23]. После ступенчатого изменения количества подводимого тепла влияние этого изменения на 24-й тарелке снизу было отмечено через 3 мин, а во флегмовой емкости— через 12 мин. Так как расстояние между тарелками велико (0,9 м) и скорость паров при этом была невысокой (около 0,15 м1сек), а объем жидкости на тарелке значительный, то и в этой колонне можно было ожидать несколько большую инерцию парового потока, чем [c.384]

Капли, срываясь с направляющих лопаток, попадают в закрученный поток пара. Под влиянием сил инерции они перемещаются в радиальном направлении к периферийной ограничивающей поверхности. Удаление таких капель возможно, если они достигают периферийной поверхности не далее места расположения влагоотводящего канала. Согласно формуле (HI. 16) радиальный подъем капель пропорционален квадрату их осевого перемещения. Поэтому возможная эффективность влагоудаления в значительной мере повышается с увеличением расстояния между венцами. [c.231]

Уменьшение коэффициента v с ростом Ма (до Ма 0,95) объясняется ростом градиентов скоростей в канале и относительно большим отставанием капель от потока пара из-за инерции. Рост коэффициента V при сверхзвуковых скоростях может быть объяснен значительным дроблением пленок и капелек влаги в скачках уплотнения и появлением мелкодисперсной влаги в скачках конденсации. Следует отметить, что полученные в опытах значения коэффициента V (рис. 4-9,г) оказались достаточно высокими ( - 0,42ч-0,б), несмотря на значительные размеры капель перед решеткой =60 мкм). Это еще раз подчеркивает сущеспзенную роль дробления капель и пленок внутри капала решетки. Действительно, при использовании метода взвешивания измеряемая сила, действующая на лопатку, определяется только скольжением фаз внутри канала до выходной кромки [фюрмула (4-10)], и, следовательно, при движении влаги только в виде пленки коэффициенты v должны были бы оказаться весьма малыми. [c.88]

Критическая тепловая нагрузка поверхности нагрева при кипении жидкости достигается в условиях, когда поток пара от стенкп оказывается столь интенсивным, что полностью прекращается проникновение встречного потока жидких масс к стенке. Притакой нагрузке поверхности нагрева в условиях свободного движения в поле тяготения существует равновесие подъемной силы парового слоя и силы инерции встречного потока жидких масс. Равенство этих сил запишется в виде [c.373]

Наименьшие углы опаздывания закрытия впускных отверстий у П1 и IV цилиндров объясняются наименьшим расстоянием от них до карбюратора и, следовательно, малыми силами инерции потока смеси, которые не могут противостоять повышающемуся давлению начала сжатия, т. е. обратному выбросу. У И и V, а особенно I и VI цилиндров, длина от них до карбюратора больше, что способствует увеличению сил инерции и в итоге обеспечивает большую дозарядку. Коэффициенты полноты заряда v для каждой пары цилиндров показаны на рис. 30, которые подтверждают высказанные положения для 1000 и 2600 o6jMUH коленчатого вала. [c.47]

Для определения расчетным путем ограничений телпоперено-са в тепловой трубе, связанных с уносом жидкости из фитиля в паровой поток, можно использовать выражение для числа Вебера. Число Вебера определяет отношение сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости. Если при взаимодействии потоков пара и жидкости число Вебера меньше единицы, то силы вязкости преобладают над силами инерции. При приближении числа Вебера к единице эти силы становятся сравнимыми, а амплитуда капиллярных волн на поверхности жидкости увеличивается со временем, что приводит к образованию капель и уносу жидкости из фитиля в паровой поток. Через параметры парового потока число Вебера можно записать в виде [c.117]

Рис. 14.15. Структуряая схема установки с первичным регулированием потока эиергии через промежуточное звено (упрощено). а — односторонняя связь с контуром вторичного регулирования мощности котла Ь — двусторонняя связь первичного и вторичного контуров регулирования , 1 — промежуточное звено 2 — котел 3 — аккумуляция, зависящая от давления пара 4 — регулятор давления мощности котла 5 — элементы инерции в котле 6 — сигнал овязн от промежуточного звена к котлу (расход пара) 7 — сигнал связи от котла к промежуточному звену (ограничение по давлению и мощности).

Абсолютные тепловые расширения определяются значениями сраднеинтегральных температур деталей и коэффициентов линейного расширения их материалов. Следовательно, появление разностей между температурными расширениями роторов и корпусов в каждом отдельно рассматриваемом цилиндре объясняется следующими причинами. Во-первых, это связано с особенностями теплофизических процессов и аэродинамического течения среды в цилиндре, в частности с особенностями конструкции, схемой организации движения основных потоков рабочего пара, его вторичных протечек и др. Во-вторых, это обусловлено неодинаковой тепловой инерцией роторов и корпусов, вызываемой различием их масс и теплофизических характеристик материала. [c.185]

В сравнительно длинном разгонном сопле перед исследуемой решеткой рассогласование скоростей фаз невелико, частицы жидкой фазы приобретают большие скорости и процесс дробления капель на входных кромках лопаток и в межлопаточных каналах происходит более интенсивно. Структура потока в решетке оказывается мелкодисперсной, что дает основания предположить существование частичной конденсации пара. При этом следует иметь в виду, что в связи с длительным пребыванием капель в разгонном сопле их температура приближается к термодинамической температуре пара. На входных участках профиля температура пара растет. Следовательно, температура капель в этой зоне оказывается ниже температуры пара, и происходит частичная конденсация. Из уравнения обращения воздействия при dy>0 и Ма<1 следует, что йр/р вл> > dplp n, т. е. при дозвуковых скоростях и конденсации падение давления при расширении влажного пара происходит более интенсивно, чем при расширении перегретого пара. Кроме того, на входных участках сопла капли вследствие инерции дополнительно разгоняют паровую фазу. Под воздействием этих факторов, преобладающих. [c.82]

Дальпейшее даже незначительное увеличение подвода тепла должно было бы привести к новому повышению давления в минимальном сечении и, следовательно, к смещению зоны конденсации пара вправо. Одиако в этом случае в расширяющейся части сопла давление повысилось бы, п конденсация стала бы совсем невозможной, так как причина, вызвавшая повышение давления в минимальном сечении, исчезла бы. Процесс конденсации пара и характер протекания кривых давления будет в этом случае следующим. Спонтанная конденсация (подвод тепла) будет находиться там же, где она находилась для крайнего режима 5. Повышение давления приведет к существенному уменьшению ядрообразо-вания, а конденсация пара на образовавшихся ранее ядрах — к дальнейшему повышению е (кривая 6). Как только будет исчерпана возможность конденсации на имевшихся в потоке ядрах, начнется уменьшение давления до кривой 5 (пли несколько ниже, за счет инерции процесса), вновь начнется бурное ядрообразование, повышение давления и т. д. Таким образом, мы приходим к выводу о возникновении нестационарных пульсаций давления при конденсации пара в дозвуковой части сопла. Пульсации давления неизбежно вызовут пульсации плотности, температуры и расхода среды через канал (нредполагает-ся, что начальные параметры перед соплом остаются постоянными). [c.127]

Паровоздушные тсплсоб.менники. Динамика парового теплообменника изменится, если вместо жидкости по трубам пропускается газ. Аккумулирующая способность газа невелика, и, несмотря на низкие коэффициенты теплоотдачи, постоянная времени Т для теплообменников этого иша обьпию меньше, чем для пароводяных теплообменников. Тепловой емкостью газа в сравнении с тепловой емкостью металлической стенки трубы, как правило, можно пренебречь. Газовый поток, таким образом, быстро реагирует на изменение температуры пара, однако, как видно из примера 11-2, температура пара при изменении положения клапана изменяется медленно. Эта инерция в межтрубном про-. странстве значительно больше, чем в парожидкостных теплообменниках, так как расход пара в парогазовых теплообменниках на порядок меньше, и для того чтобы нагреть металл до той же температуры, требуется больше времени. [c.297]

Если инерция измерительного устройства слишком велика, то может оказаться целесообразным применение термобаллона меньшего диаметра. Внешний коэффициент теплопередачи изменяется пропорционально отношение поверхности к объему изменяется пропорционально так что уменьшение диаметра термобаллона в 2 раза приводит к почти трехкратному уменьшению постоянной времени. Инерцию можно также уменьшить путем увеличения скорости потока, что достигается применением труб меньшего диаметра или установкой дросселя около термобаллона. Если термобаллои может быть помещен в жидкость либо в ее пары (как, например, в дистилляционной колонне), то следует помеп1ать термобаллон в жидкость, так как при этом достигается более интенсивная теплопередача. [c.319]

Время, за которое регулируемый параметр изменяется на 63,2% величины его полного приращения при изменении внещних воздействий, зависит прежде всего от инерционности изменения концентрации. Как будет показано ниже, наибольшая постоянная времени для всех тарелок при любых возмущениях приблизительно равна полному объему колонны, деленному на скорость потока питания, и может изменяться от нескольких минут до нескольких часов. Однако начальная часть переходного процесса на любой тарелке зависит главным образом от инерционности потока жидкой фазы и расстояния ог источника возмущения. Концентрация на промежуточной тарелке не меняется до тех пор, пока не изменится состав пли расход поступающих на тарелку потоков. Изменения скоростей потоков жидкости и паров и их состава распространяются по колонне с различной скоростью. Начальная реакция измеряемой переменной на изменение регулируемого потока или нагрузки оказывает большое влияние на поведение системы регулирования, и, следовательно, при анализе контура регулирования необходимо учитывать инерционность потоков, хотя она изменяется от нескольких секунд до долей минуты на тарелку. В последующих разделах факторы, влияющие на инерционность изменения потоков и на инерцию, связанную с изменением концентрации, рассматриваются отдельно, так как в ряде работ [Л. 3] было показано, что взаимодействием между этими двумя видами инерций практически можно пренебречь. [c.377]

Большая работа по определению характеристик ко лонн при помощи аналоговых и цифровых вычислительных машин была проведена фирмой Ройял Датч Шелл [Л. 9, 32 и 33]. Исследования частотных характеристик, проведенные на модели колонны с 32 тарелками, иока-за.лн, что модуль частотной характеристики для концентрации на тарелке практически одинаков в некоторых точках колонны при изменении как скорости потока орощения, так и скорости паров [Л. 32]. Наклон характеристики, равный —1, указывает на наличие большой доминирующей инерции, определяемой изменением концентрации. Фазо-частотные характеристики также были почти одинаковыми и отличались лишь за счет небольших постоянных времени, характеризующих гидравлическую инерцию. Характеристики имели незначительные максимумы и минимумы такого же типа, как и те, что наблюдались на реальной колонне [Л. 30]. В [Л. 9] исследовался вопрос изменения характеристик колонны прн изменении положения штока клапана на линии пара вверху колонны, а также взаимодействие между системами регулирования давления и температуры. Отмечалось хорошее совпадение результатов моделирования с зкспериментальными данными, полученными на реальной колонне, хотя некоторые параметры модели приходилось корректировать для лучшего соответствия экспериментальных и расчетных данных. [c.396]

Для потоков двухфазных сред (например, газ — жидкость, пар —жидкость и т. п.) важную роль играет сила поверхностного натяжения жидкости. Процесс дробления жидких масс в потоке двухфазной среды осуществляется в результате взаимодействия инерционной силы, силы трения, силы тяготения и силы поверхностного натяжения. Размер раздробленных жидких масс в потоке находится в зависимости от соотношения сил инерции и поверхностного натяжения. Соответствующее критериальное отношение этих сил приводит к критерию Вебера (Weber) [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...