Однофазное истечение

Изложенное выше подтвердило целесообразность и практическую осуществимость рассматриваемого метода как наиболее простого и эффективного. Однако увеличение диаметра перепускного трубопровода (рис. 6.13) не столь значительно влияет на эффективность снижения давления, как это имело бы место при истечении однофазного потока. Последнее объясняется тем. [c.107]

Так же как при истечении однофазной среды, приведенный выше расчет промежуточных сечений, а тем самым и профиля сопла является приближенным и может не обеспечить заданного распределения скоростей, так как даже однородный поток не является одномерным. В газодинамике однофазных потоков для получения равномерного поля скоростей успешно применяется метод характеристик, с помощью которого рассчитывается расширяющаяся часть сопла. [c.154]

МПа она составляет 1ь 10 — 10 с. При разгерметизации сосудов пузырьки образуются за счет резкого падения давления в волнах разрежения. Характерная скорость распространения волн в однофазной жидкости равна 10 м/с, характерный масштаб длин каналов — около 1 м тогда характерное время процесса распространения волн равно 10 с, а характерное время вскипания и роста объема пара, определяющего истечение, во много раз больше и составляет о — 10 с. Поэтому за время первых двух стадий 4, предшествующих тепловой стадии вскипания, не успевает образоваться достаточное количество пара, влияющего па процесс истечения, в связи с чем можно пренебречь первыми двумя стадиями роста пузырьков и считать, что тепловая стадия роста пузырьков начинается сразу, как только размер зародышевого пузырька или частицы превышает критический диаметр. [c.142]

При постоянном расходе охладителя плотность объемного тепловъь деления постепенно повышается и на внешней поверхности образца наблюдается изменение структуры потока начиная от однофазного истечения жидкости, затем появляются сначала отдельные, а затем - цепочки мельчайших гаэопаровых пузырьков. Далее жидкость на поверхности закипает и постепенно увеличивается расходное паросодержание потока до полного его испарения и высыхания внешней поперхности. При этом картина истечения охладителя на всех стадиях аналогична изложенной ранее для адиабатного потока. Но здесь получены подробные данные также и для завершающей стадии, когда жидкостная пленка утоньшается и переходит в темную влажную поверхность с небольшими пенными скоплениями тонкой структуры. Последние образуются из жидкостной микропленки, выносимой паровыми микроструями из поровых каналов. Насыщенность пористой структуры жидкостью уменьшается, и после этого внешняя поверхность высыхает и светлеет. [c.81]

Реальный процесс истечения горячей жидкости из канала заданной геометрии может в различной степени отклоняться от равновесного процесса расширения. Известно, например, что при истечении насыщенной жидкости из очень коротких каналов и диафрагм расход ее равен расходу некипящей жидкости, т. е. практически реализуется полностью метастабильное течение однофазной жидкой среды. В каналах большой протяженности расход самоиспаряющейся жидкости оказывается близким к соответствующим расходам для равновесного процесса истечения. [c.269]

Если по истечении некоторого времени сплав охладить, то видимая структура его в различных зонах, несмотря на однофазность, будет неодинаковой. Структура в зоне, соответствующей точке в, будет состоять из равноосных зерен а-фазы, т. е. сохранится такой же, как и при высокой температуре. В зоне, соответствующей точке б, структура окажется состоящей из равноосных зерен и корзиночных образований а-фазы, т. е. в этом случае высокотемпературная р-фаза превратится в корзиночную а-фазу. В зоне, соответствующей точке а, при охлаждении из р-фазы получится корзиночная а-фаза, [c.67]

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]

В связи с изложенным представляется целесообразным именно с этой скоростью звука (кривая5) сопоставить критическую скорость истечения. Для этого прежде всего необходимо уметь определять критические параметры двухфазной смеси по известным параметрам заторможенного потока. В однофазном адиабатном потоке эта задача однозначно решается с помощью показателя адиабаты (изоэнтропы). Рассматривая двухфазную смесь как гомогенную смесь идеального газа и несжимаемой жидкости, полагаем, что в основе механизма обмена количеством движения лежит не вязкое трение, а упругое столкновение молекул газа с частицами конденсированной фазы. Таким образом, разгон жидкой фазы, так же как увеличение скорости газа, осуществляется за счет уменьшения энергии молекул газа. [c.172]

Необходимость расчета истечения двухфазных смесей через отверстия и насадки актуальна для различных технических устройств, в частности, для систем аварийной защиты АЭС. Наиболее важной является задача об истечении насыщенной или не-догретой до температуры насыщения жидкости. Истечение такой жидкости сопровождается падением давления ниже локального давления насыщения, что приводит к парообразованию внутри канала. Наличие в потоке сжимаемой фазы создает возможность появления критического режима. Критические режимы истечения двухфазных потоков значительно отличаются от аналогичных режимов при истечении однофазной сжимаемой среды, где наступление критического режима связано с достижением в критическом сечении локальной скорости звука (см. п. 1.11.6). Так, если при однофазном критическом истечении в критическом сечении устанавливается давление, отличное от противодавления Рдр и не изменяющееся при дальнейшем снижении противодавления, то в двухфазном потоке достижение максимального критического расхода смеси не обязательно сопряжено с установлением в критическом сечении давления, не зависящего от противодавления [85]. При достижении максимальной плотности потокау з, , хотя и устанавливается давление р р, отличное от противодавления, но оно зависит от последнего в некотором диапазоне его изменения (рис. 1.92). Само определение скорости звука в двухфазном потоке не является однозначным, ибо оно зависит как от действительной структуры потока, так и от принятой физической модели процесса распространения волны возмущения, причем согласно [85] расчетные скорости звука в зависимости от принятой модели могут отличаться на порядок. [c.104]

Истечение недогретой или насыщенной жидкости начинается с течения однофазной жидкости, в которой из-за сильного падения давления ниже давления насыщения ps To) начинается образование и рост пузырьков, и течение до некоторого времени происходит в пузырьковом режиме. Поэтому для описания этой стадии процесса будем использовать уравнения двухфазных пузырьковых сред, учитывая допущения, указанные в 5 гл. 1, кроме допущения о постоянстве температуры я идкости, ибо возможны случаи заметных массовых содержаний пара. При этом будем ориентироваться на механизм гетерогенного зародышеоб-разования (см. 7 гл. 1), полагая, что в исходной однофазной жидкости имеются равномерно распределенные микрочастицы с о Ю м и числовой концентрацией Ио 10 —10 м которые станут центрами зародышеобразования. [c.137]

Рис. 6.11.11. Эволюция распределепия давления />, расхода т° и массы вытекшей жидкости Ш через выходное сечение х = L из трубопровода д.та-ыой L с закрытым концом (а = 0) при нестационарном истетепии в атмосферу (р = 0,1 МПа) трех жидкостей метана (Го = 173 К, ie = 53,3 м/с, ро = 304 кг/м ), пропана (Го = 341 К, ie — 39,5 м/с, ро — 412 кг/м ), воды (Го = 496 К, ie 20,1 м/с, Ро = 829 кг/м ), находящихся в начальный момент в однофазном (жидком) состоянии покоя и насыщения (Го = Ts(po)) при давлении ро 2,5 МПа. Истечение и вскипание жидкостей происходит после мгновенного и полного раскрытия сечения в момент t = 0. Приведены результаты численных расчетов в равновесном приближении (Г[ = = T2 = Ts p)). Числовые указатели соответствуют различным моментам безразмерного времени T=i /i (i =i/ ie)

На рис. 7.10.7 приведены результаты расчетов, иллюстрирующих возможность уменьшения ( запирания ) расхода газа путем подачи жидкости на входе в канал. Такое запирание может использоваться при аварийном истечении газа. Видно, что подача жидкости сначала приводит к быстрому уменьшению критического расхода а затем с ростом подаваемого расхода жидкости это уменьшение замедляется. Для полного запирания газового потока жидкостью необходимо обеспечивать ее расход П , превышающий значение расхода т,1 , при котором гидравлическое сопротивление равно заданному перепаду давления ро — Рсо при однофазном течении жидкой фазы. Однако даже такой расход жидкости может оказаться недостаточным для полного запирания газа. Это связано с возможностью реализащи при малых газосодержаниях обращенной дисперсно-кольцевой структуры турбулентного газожидкостного потока с газовой пленкой на стенке трубы, приводящей к уменьшению потерь давления на трение. Тогда при малых газосодержаниях зависимость (те ) может стать неоднозначной (см. рпс. 7.10.7). [c.293]

Многочисленные исследователи изучали истечение однофазной Ж1ИДК0СТИ из сосудов. Их результаты будут изложены вкратце перед рассмотрением более общей и сложной проблемы двухфазного истечения. [c.309]

Приведенный анализ касается только однофазного течения, которое несколько проще, чем однокомпонентное двухфазное тече- ние. Двухфазное (пар—жидкость) истечение усложняется переходом Ж ИДкости в пар в результате снижения давления. Однако некоторые аспекты задачи однофазного течения. могут быть перенесены на исследован ие двухфазного течения. Возможно, например, что объяснение изменения окорости истечения влиянием скорости звука, Предложенное Гиффеном [38], может помочь в объяснении всплесков давления [43—46], замеченных при понижении давления в истекающем двухфазном потоке. [c.312]

В сборнике представлены оригинальные экспериментальные и теоретические работы, выполненные в Энергетическом институте им. Г. М. Кржижановского, по теплообмену, гидродинамике и физическим свойствам однофазных и двухфазных сред. Приведены данные по истечению двухфазных сред из сопел, критическим тепловым потокам в каналах различной формы, теплообмену при конденсации и в магнитных полях, методам расчета теплообмена в топочных камерах, различным физическим свойствам веществ в твердом, жидком и газо-рбразном состояниях. Экспериментальные работы снабжены описанием установок и методов исследований, а также табличными данными. [c.2]

Действительно, течение в отдельных участках двигателя носит существенно пространственный и нестационарный характер, при этом важен учет как двухфазности течения, так и неравновесного протекания химических реакций. Однако, как уже отмечалось, даже численное решение полной системы уравнений (1 112)... (1.121) весьма затруднительно, поэтому для изучения некоторых качественных закономерностей необходимо сделать упрощающие предположения. Так, на участке смешения горючего с воздухом можно принять течение стационарным и одномерным, не учитывать физико-химических превращений, но обязательно учитывать двухфазность течения. Состав смеси после воспламенения можно определить по соотношениям равновесной термодинамики. В то же время при расчете параметров в цилиндре при прямом и обратном ходе поршня необходимо учитывать нестационарность течения, неравновесное протекание химических реакций, но можно принять течение однофазным и одномерным. При истечении отработанных продуктов сгорания через клапан течение в канале можно считать стационарным и двумерным по аналогии с течением в кольцевых соплах реактивных двигателей. Конечная цель исследования состоит в определении концентраций токсичных компонент в отработанном топливе, в нахождении их, а также термодинамических параметров смеси, как функций времени и таких параметров двигателя, как степень сжатия, частота вращения, коэффициент избытка окислителя и т. д. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...