Теоретические аспекты работы СА (1047860)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Двухфазный СА состоит из газового н жидкостного сопл, КС н диффузора 1см. рнс. 1.Ц. Взаимное расположение сопл, их число н форма могут быть различными. В широком диапазоне могут изменяться форма н длина КС. Парогазовая смесь, используемая в качестве газообразного компонента, поступает в КС через дозвуковое ~лн сверхзвуковое (см, штриховые липин на рис. 1Л) сопло, а жидкость — через сужающийся насадок.

На выходе из КС образуется турбулентный двухфазный газожидкостный поток, характеризующийся неравномерностью,распределения и интенсивными пульсациями его параметров, Через диффузор, преобразующий кинетическую энергию потока в энергию давления, газожндкостнаа смесь вытекает из СА. При выводе уравнений зжекцин принимаем следующие основные допущения: 1) турбулентное течение, реализуемое в рассматриваемом СА, является квазнстационарным; 2) кн, КС и ффузора н лопр водны; 3) процесс смешения не сопровождается химическими превращениями; 4) теплоемкость и плотность жидкости не зависят от температуры и давления; 5) парогазовая смесь на входе в КС и на выходе из нее подчиняется уравнению состояния идеааьного газа, а ее удельная теплоемкость не зависит от температуры и давления; б) пар, содержащийся в парогазовой смеси, является идеальным газом и при конденсацип образует жидкость с темн же Далее газообразнма компонент будем намеаатк гюом.

24 Глава 2,Уравиейив опнеыввнинне течение потоков в утйфааном Сб физическими свойствами, что и жидкость, поступающая в КС через насадок; 7) породненные по времейй зйачеййя давлеййй, температур и плотностей во входном и выходном сечениях КС принимактгся постояннымн для каждого компонента в рассматриваемом сечений; 8) оерелйенные по времени параметры газа подчиняются уравнению состояние идеальном газа (Р = р Я 7).

При турбулентном течении скОрОсть,; давление, плотность, температура в фиксированной точке пространства изменяются во времени, причем часто и неравномерно. Такие Йзменения скорости, давления и других параметров потока, называемые пульсациями, ~~~~ю~~~ наиболее характерным признакомтурбулентиости. Для математического исследования турбулентного течения представим его в виде осредненного и пульсациойного движений, используя метод Рейиольдса. При зтом действительные «мгновенные) значения параметров потова запишем в виде Р'='г" +Г', Р=Р+Р*; Т=7+Т', Р~Р+Р', р=р+р'.

Здесь и далее черточкой обозначены осредненвые по времени, а штрихом — пульсапионные составляюшие значения скорости, давления и т. д. Рассматривая осредиениые величины, имеем в нилу средние значения параметров во времени в фиксированной точке пространства, Определяемые по формуле ч*н <р(х,у,я„т) = — ~~р(х„у,т,о)ей, где г, — период осредйеиия; ~р — один из приведенных выше параметров в точке пространства с координатами х, у, х. Будем предполагать, что для рассматриваемого турбулентного движения существует такой достаточно большой по сравнению с периодом турбулентных пульсаций, но малый по сравнению с характерным для осреднейного турбулентного двйжейия ййтервалом Времени (периодом колебателъного прОцесса) постоянный периОЛ осреднеиия г„что сглаживание вида (2.1) по времени приводит к осредненной величине, при повторном сглаживаний уже не изменяющейся, т.

е. Это предположение аналогично тому, что ~р ' = О. Если в результате осреднепня 12.1), проведенного в фнксированной точке в разные моменты временн г, будут получаться однн и те же значения ~р, то такое осредненное движение называется стационарным, а само турбулентное движенне квазнстацаонарным. Примятое первое допущение нмеет в инду квазнстационарность турбулентного движения относительно скорости, температуры, давлення, плотности и друглх величнн. Таким образом, квазиспщионврность турбулентного двнженкя означает, что для параметра ~р в результате осреднення (2.1), проведенного в фиксированной точке в разные моменты времени 1, будут получаться одни н те же значенля ~р .

Квазлстацнонарность для рассматриваемого случая также означает, что осредненные по времени за период 1, значения массы„количества движения н знергни, заключенные в объеме т между сечениямл 1 — 1 н 2- 2 СА 1см. рнс. 1.1), остаются постояннымн для любого момента временн. Приведем вывод уравнений эжекцин, используя приведенные выше допущения н проводя осредненпе по времени (2.1) уравнений сохраненля. Прн этом нспользуем правила осреднения, указанные„ напрнмер, в работах 1169 — 1711.

2.2. Уравнения зжемпнп двухфазного струнного аппарата ч и~ ч*ь — ~ ~р1', ЫГй+— ч Ру~~ 3 чУ;-~ ь е ь ге~ ч~ь Р 1г — ~ ~рР, г1~й- ч Р~д — ~ )рр',.' аж'й+ — ~ ~рр ~1ра- — ~ ~рр';" Ират1 ч Рд~* чг ч г~.) 1 "'" ч~ь — ~ ~рр'," 1р'М= — Црд', дт1г+ — ЦР, ~бй; "! ч1 ! чя Используя приведенные в 2.1 допущения, запншем уравнении сохранения массы, количества движення и знергнн для ЕС и проекпнях на ее ось У (см. рнс. 1.1): 26 Глана 2, Уоааоенна ооаеиаан«н«ае те ение виоаоа а авмайазиом СА Р'~ Р— ~ ~и„+ — — Р),.1Рй+ — ~ ~и К«р~ ) ч«а хрр «1Р«Ф=- ~ ~~Уг+ — + — ~Р1г «Жй+- ~ ~111ж+ ч г~~ 3 ч г~1 Р') — — 6,,«Зп1 + — + — РК «1Р«й+й(6г, +6 ., КЬ, -й,)+ — '- '~ — ~, (2.4) 2 Р где гж а, гж«Рг« ~ Рг«площади, занимаемые л«идкостью и газом в поперечнъж сечениях 1 — 1 и 2 — 2 КС; )га, 11«„Р, — проекции векторов скорости, плотности распределенйя массовых и поверхностных сил иа ось 4 Я- площадь поверхности, ограничила«ощей контрольный объем т; У „,, 6' — удельная внутренняя знергия жид~о~~~ н газа; Р— статическое дав~~иве (для двухфазного потока статическое давление непрерывного компонента); б „6 „б осредненцые расходы газа и жидкости через соответствующие сечения КС, определяемые по формуле бгоо = — ~ )Р«г «1Р«й; (2.5) """ г, ое 1«„, Ь вЂ” высоты расположения (нивелирные уровни) сечений 1 — 1 н 2 — 2 КС; г — средний радиус газового пузыря; Рг, — осредненная плотность газа в выходном сечении КС; а = козффлцнент поверхностного натяжения,.

Последнее слагаемое в уравнении (2.4).представляет поток поверхностной знергии, затраченной на преодоление сил поверхностного натяжения при образовании поверхности раздела фаз. Приведем интегральные уравнения сохранения (2.2) — (2.4), записанные для каазистациоиарного потока с неравномерным распределением параметров по сечению, к виду„соответствующему уравнениям для стационарного одномерного потока. Для зтого представляем входящие в исходные уравнения параметры потока в виде осредненных н пульсацноиных составляющих и проводим осреанение с нспользоввннпе известных правил.

В результате преобразований„выделив козффпциенты связи П. „П«.„Панн П „„„„, К,, К,, н т.д., получаем жа г« «агж«рж "ж«+«а г«рг« "г«сгж«рж гж~ ~'сгп Рп Рг« =б'* (г.б) ~~к и ~саржи ~я~ +~л ~л л ~гл. ~ж~ ~с~ж~ ~к~ К- +~ ~ +~' ~'" +~'ь~а -Р, Р, +Р,, (Р'„-Р,)-т,, )сов а ~В; (2.7) ~л ~~атг~ +~т ~ю г~ ~в +Фи~ ~ц ~кг~ ~е + 83 Рж ) =~г~~~ажл +~т,„~~к>~~~+Чп~~и ~~г~~а+= + сюгз Ф ~Ргз Цр~' у'~ ~1~ ИР' — ~ ~Г рИГй ч*э — ~ ~ТРУ'„~1РоУ Тгз ~гз — ) ~Тра; АРФ б Э~И ~ г =1+ Ж2 'К2 — ~ ~Т'р1~„1Р 11 ь гвму ч ч М,, = — Цр Ит й — осредненная по времени масса компонентов, содержащихся в объеме т между входным и выходным сечениями ~Р 1Р КС; 1', „= ' — среднее давление на стенке КС между се- Р -Р )т сова„с ~Б чениями1 — 1и2-2;т, „, = '-' — среднее касательное )сова„с Ж а-~ напряжение на стенке КС между сечениями 1 — 1 и 2 — 2; а с — угол наклона образующей элементарной площадки боковой поверхности КС к оси У; Я,, — площадь боковой поверхности КС; О, — угол наклона оси У КС к вектору ускорения свободного падения; Р,— давление, нормальное к площади торцов сопл", Г, - площадь торцов сопл (см.

рис. 1.1); Р;, Р'„- площади соответственно входного и выходного сечении К~-з Чя ~, фаз — массовая доля пара в парогазовой смеси соответственно в сечениях 1-1 и 2-2 КС; С, „,, С„., ~С„п „ С „„, ) — удельные теплоемкостц прн постоянном давлении (объеме) парогазовой смеси а соответствующих сечениях СА; г„, — внутренняя теплота фазового перехода в тройной точке (теплота дисгрегацин); Т, — температура начхав отсчета внутренней энергии ~температура тройной точки); Рг.. Р„„Р, — осредненнме по времени статические давления газообразного н жидкого компонентов соответственно в сечениях 1 1 и 2 2 КС' Тп Та~ Тги * Та~ осредненные по времени температуры газа и жидкости в соответствукэщих сечениях СА.

Для сечения 1 — 1 КС коэффициенты связи ь2ь у ения з и а но йното адамант~ ,, З1 П,, П,, П,, П „,„,, К, Кг, мпнсывавт апалогичным образом, что и для сечения 2-2(см.'(2.10)-(2.15)), но прн этом учитыиают ностоянспю площадей, занимаемых жидкостьв и газом во входном сечении КС. Уравнения (2.7), (2,3) получены с учетом, что в сечении 2- 2 КС находятся непрерывный и дискретный компоненты, статические давления которых в общем случае отличаются между собой из-за действии снл поверхностного на.ппкения.

Можно показать, что проекпня на ось У равнодействующей сил„приложенных к сечению 2 — 2, равна Р, Р;, где Р, — осредненное статическое давление непрерывного компонента, Для ЖГСА непрерывным компонентом в сечении 2 — 2 часто является жидкость, поэтому в (2.7) принято Р, = Р„з.

Несмотря на то что уравнения (2.7), (2,3) получены для потоков с пузырьковым режимом течения в выходном сечении КС, они так же применимы к потокам с днсперсной структурой, если поверхностнув энергию отнести к расходу жидкого компонента. При выводе уравнения (2.8) за начало отсчета внутренней ~нергии было принято состояние жидкости в тройной тачке, в которой существуют твердая, жидкая и парообразная фазы. Это дало возможность на основании четвертого, пятого и шестого допущений, используя уравнение Майера С -С, =и,, записать (172, 1731 У„=д„1го +С,.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы