Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 28
Текст из файла (страница 28)
1.95. Спецнфнка течения в горизонтальных каналах состоит в том, что здесь всегда наблюдается значительная несимметричность в распределении фаз по сечению капала. В дисперсно-кольцевом режиме те. чения, например, даже прн очень высоких скоростях смеси толщина жидкой пленки внизу трубы оказывается почти на порядок больше, чем в ее верхяей части. Эмульспонный режим течения в горизонтальных каналах сохраняет известные черты волнового движения, когда амплитуда последнего превосходит диаметр канала.
При этом жидкие перемычки (гребни волн) насыщены газовымн пузырькамн, а газовые снаряды (впадины волн) содержат множество жидких капель, т. е. в целом иа- Рис. 1.95. Режимы течения двухфазных потоков в горизонтальных каналах. а — расеаоеепый; б — вовповой; е — пуаырьповый! а — снарядный; б — эпувьспоппый; е — дисперсноков ьцевой. Гбз Адиибитныг гизожидкостные потоки в каналах 6 1.15 кгднг аг га' ж' мн Лмг и' И Ш' Гаа ааа Рис. 1.96. Дкаграмма Шихта для режимов течения в горизонтальных каналах [56]. а, ° ".
а,-'« р', р", о, и' плотности жндхосгн н вара, кояффндненг поверхностного негяження н дняемнческая яяягосгь жндкосгя для рпссмегрняхемого потока; р,, р, о, и — ге же сяоасгях для яо- дояоедужного потока я нормххьнмх условиях. блюдается довольно однородная структура потока. Границы режимов течения ие могут быть определены с достаточной точностью, ибо существование того или иного режима зависит ие только от свойств фаз, скорости смеси и паросодержаяия, ио и в очень большой мере — от условий на входе в канал, причем последние сказываются на весьма больших расстояниях от входа.
Поэтому широко яспользуемые в зарубежной литературе диигриммы режимов течения, где границы режимов установлены в зависимости от приведенных скоростей фаз и их физических свойств, следует рассматривать как весьма приближенные, спорее качественные, чем количественные, ориентиры при определении режимов те. чення смеси. На рис.
1.96 приведена одна из таких диаграмм — диаграмма Шихта для горизонтальных течений, являющихся модификацией более известной диаграммы Бейкера [56]. 1.!З.З. ИСТИННОЕ ОЕЪЕИНОЕ плросодержлпне лдилелтных двухфлэных потоков Нахождение связи фспф(6) — одеа из главных задач анализа двухфазных тече. ний. В отсутствие локального скольжения фаз, т. е. в гомогениом потоке, различие истйниого и расходного объемных паросодержаний связано с реальной неоднородностью потока, с изменением скорости и паросодержаиия по сечению канала. В со- ответствии с анализом Бэикова [53, 56] для гомогенного потока 1 ф= — [) (1.190) С где Со — так называемый периметр риспрвделения. Эта формула по существу тождественна эмпирической формуле Арманда [24, 40].
Для пузырькового и эмульсноииого режимов течения ва осяове опытных данных можно принять Со-1,2 [53, 56]. Формула (1.190) может быть также представлена в виде нга = Се !всм. (1. !90а) По формулам (1.190) и (1.190а) можно рассчитывать значения 1р в эмульсиоииом и пузырьковом режимах течения в горнзоитальиых трубах. В вертикальных каналах газовая фаза прн пузырьковом, снарядном н эмульсиоииом режимах течения имеет заметное скольжение относительно жидкости. В соответствии с [27] ю = юсм [- Аш (! 191) где Аш = йз(/„! (1. Г92) здесь ао — параметр, учитывающий взаимное влияние паровых пузырей; а также движение паровой фазы в виде весьма мелких пузырьков со скоростью ю', т.
е. без скольжения; (/ — скорость всйлытия одиночного пузыря в спокойной жидкости. Формула (1.191) удовлетворительно описывает опытные данные для парожидкостиых потоков в каналах относительно большого диаметра (Во= [д(Р' — Рп)/)г/О] > ) !00) в широком диапазоне давлений йри ф(0,7, При этом значение параметра йо определяется по эмпирической формуле йе = 1,4(Р'/Р") / (1 — Р"/Р') . (1.193) Скорость эппл!патия одиночного пузыря (/ для пузырькового и эмульсиоиного режимов течения рассчитывается по формуле (1.171) (при значении к =1,5), что представляется естественяым, ибо массовое движение паровых пузырьков, сопровождающееся их столкиовеинями, слияяием и дроблением, более всего соответствует зоне /)У (см.
рис. 1.90). С учетом соображений формула (1.192) для пузырькового и эмульсиониого режимов течения (включая пропесс барботажа) принимает вид: Ашхм 2,1Я (! — —,) Х Х . 9.999 )) г Ь' — Г9 Для сяарядиого режима течения в вертикальных каналах значение (/ в (1.192) может быть рассчитано по формуле У' д/З (Р— Рп) (/ = 0,345 ~/г,, (1. !94) Р справедливой для маловязких жидкостей. Определение значений йо представляет значительные трудности, поскольку согласно [53] снарядное течение никогда не бывает Механика асидкосги и газа 104 Равд.
1 аз фй гтд Оад Оар ОЭб Юба (ту Рис. 1.97. Номограммы для расчета истиииого объемного паросодержаиия пароводяиых потоков в вертикальных трубах. о — энеченне коэффяцяенте С в формуле Арменде дяя 3~9,9; б — вянчення е прн 8>0,9 дяя пря- моточнык элементов котлов. паросодержаиия проводят по формуле ф=р — = юом (1.!95) ю' Ью !+в шом или (!.195а) полностью развитым и устойчивым, ибо всякий последующий пузырь стремится догнать предыдущий и слиться с иим. В качестве грубого приближения можио использовать для сиарядиого режима зиачеиие й, согласно (1.193). В горивоитальиых трубах для снарядного режима течеиия можно припять'~р 0,84 )) (53).
В зарубежной литературе (53, 56) иа основе опытных даияых для водовоздушпых потоков при пузырьковом и змульсиоииом режимах вместо соотиошеиия (1.191) рекомендуется обычио формула 4 аа (р' — р") тр" = Со юом+ ! 53 а для снарядного режима ю Союем+() где С,= 1,2, а 0 определяется согласно (1.194). Есть основания утверждать, что, по крайней мере, для наиболее важных в зиергетике пароводяиых систем предпочтительно использовать формулы (1.191) и (1.192 а). При известиом зиачеиии истиииой скорости газа расчет истинного объемного Из этих соотиошеиий ясно, что с ростом скорости циркуляции скольжение фаз уменьшается, т. е, поток становится ближе к гомогеииому.
Формула (1.195) совместно с формулой (1.192) пригодна для расчета истиииых объемных паросодержаиий в области пузырькового и змульсиоииого режимов течеиия в вертикальных каналах при Во)100, если ~р(0,7. Расчет истинного объемного паросодержаиия в дисперсно-кольцевых потоках иеразрывио связан с определением гидравлического сопротивлеиия и будет изложен в п.
1.15.4. Поскольку все существующие иа сегодня соотиошеиия для расчета истиииого объемного паросодержаиия являются приближенными и имеют ограиичеииую область примеиеиия, то в практике расчета и проектирования парогеиераторов поль- Адипбитные гозоггидкостные потоки з каналах Ч 1.15 Ксы том = Рбвси= 8 зуются номограммами ВТИ вЂ” ЦКТИ, построенными по опытным давным для пароводяных потоков [34) Этн номограммы для вертикального подъемного движения приведены иа рис.
1.97. По рис. 1.97, и находят значение С для заданных давления н скорости смеси. Истинное объемное паросодержание при [)~0,9 определяют пр формуле Арманда ф=С[). При В=г0,9 найденное значение С используют для определения ф по номограммам рис !.97, б. Номограммы рис. 1.97 построены для каналов диаметром более 30 мм и скоростей смеси в,и(3,5 м/с.
При ббльших скоростях смеси значения С и ф определяют по значению ⫄— — 3,5 и/с. Влияние диаметра канала прн /т(30 мм учитывается введением множителя ть» 30/!1, иа который умножается действительная скорость смеси (здесь )7 — диаметр трубы и миллиметрах). Для наклонных труб истинное паросодержание определяется как Ч'а = йа Ч' где йа — поправочный множитель, значения которого можно найти в номограммах [34) в зависимости от угла яаклоиа к гориэояту а, давлеяия и снорости смеси. ялэ.я. ГидРАВлическОе сопротивление дврхелзиых потоков Полный перепад давления. В инженерной практике используются, как правило, одномерные модели двухфазных потоков. Перепад давления в направлении ося канала г для одномерного двухфазяого пото.
ка выражается уравнением '1Р Осы — — = — — [в' г + в' (1 — гЦ + йг 3 бг + — +Р К~, (1.196) где т»и — касательное яапряженне на стенке канала при течении смеси; )7 — гид. равлический диаметр каяала; и, — проекция ускорения свободного падения иа направление г. Первый член правой части (1.196) отражает потери давления за счет ускореяия потока, связанного либо с изменением паросодержания х, либо с изменением площади поперечного сечения канала э. При аднабатном течении в канале постояянаго сечения этот член уравнения равен нулю.
Второй и третяй члены правой часта уравнения (1,196) выражают соответствеяио потери давления на треяне и нв работу против массовых сил. При не слишком малых скоростях смеси бсновной вклад в гидравлическое сопротивление вносят потери на трение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
