Пузырьковый режим - течение
Cтраница 4
 |
Процесс ки пения с недогревом. [46] |
На развитие процесса может влиять скорость вынужденного движения жидкости или пароводяной смеси. Кроме того, сама структура двухфазного потока ( характер распределения паровой и жидкой фаз внутри канала) также имеет важное значение для развития процесса кипения и возникновения кризиса кипения. На рис. 4 - 4 показаны характерные режимы течения пароводяной смеси в трубах. Пузырьковый режим течения смеси ( рис. 4 - 4, в, г) различен при вертикальном и горизонтальном положениях трубы. [47]
Для пузырькового режима течения характерно присутствие отдельных пузырьков в непрерывной жидкой среде. Область объемных паро-содержаний, соответствующих этому режиму течения, простирается от одиночного пузырька в большом объеме жидкости до квазисплошного течения пены, когда на долю жидкости приходится менее 1 % объема среды. Взаимодействие между силами поверхностного натяжения, вязкости, инерции и подъемными силами, а также процессы роста и деградации пузырьков в неравновесных потоках обусловливают различие формы, размеров и траектории движения паровых пузырьков. Поэтому стабилизированный равновесный пузырьковый режим течения встречается довольно редко. [48]
 |
Режимы течения кипящего хладагента в плоском щелевом канале ( б 2 мм, q sg 20 - 108 Вт / м2. [49] |
Для небольших скоростей циркуляции ( w0 0 2 м / с) и плотностей теплового потока, характерных для аппаратов холодильных машин, в щелевых каналах быстро нарастает паросодержание потока и, как следствие, наблюдается быстрая смена режимов течения. При этом на большей части канала имеют место пробковый и стержневой режимы. Увеличение скорости циркуляции до значений w0 0 5 м / с при q 6000 Вт / м2 приводит к подавлению кипения в значительной части канала и возникновению однофазного течения жидкости. На остальном участке канала существует пузырьковый режим течения. [50]
Переход от пузырькового режима течения к эмульсионному режиму обусловлен, по-видимому, турбулизирующим действием паровых пузырей. Он обнаружил, что в области более чем десятикратного изменения расхода воды требуется лишь двухкратное изменение расхода газа, необходимое для того, чтобы произошел переход от пузырькового к эмульсионному или дисперсно-кольцевому течению. Применительно к настоящим опытам с кипящей водой этот результат равноценен утверждению о том, что переход от пузырькового режима течения к другим режимам должен происходить при постоянном тепловом потоке. Одной из возможных причин этого несоответствия является тот факт, что тепловые потоки в описываемых опытах могли быть слишком малы, чтобы вызвать существенное увеличение скорости движения пара. Можно ожидать, что паросодержание является параметром, определяющим режим течения при заданном удельном массовом расходе. В любом случае этот переход не имеет большого значения, так как характеристики двух сопредельных режимов течения почти одинаковы. [51]
Данные, полученные в опыте при характерной низкой скорости потока, представлены на фиг. Однако зонд не отмечал колебаний и слабого снижения уровня сигнала, характерных для пузырькового режима течения, до тех пор, пока неравновесные пузыри не становились относительно большими по величине. Желательно иметь непрерывную регистрацию кривой на экране осциллографа, так как его инерционность значительно меньше, чем у самопишущего прибора. Например, для пузырькового режима течения момент прохождения крупных пузырей фиксируется осциллографом, но не обнаруживается самопишущим прибором. [52]
Граничные условия, необходимые как для нестационарной, так и стационарной задач, определяют скорость v0, температуру - Го не догретой до температуры насыщения жидкости и давление ра на входе в канал. Скорость жидкости на входе в участок с пузырьковым режимом течения ( z zb) равна ее скорости на входе в канал. Объемная концентрация пара на входе в участок с пузырьковым режимом кипения считается равной нулю. Наконец, следует задать скорости парокапель-ного ядра потока и жидкой пленки, давление, объемные концентрации капель и жидкой пленки в сечении, где пузырьковый режим течения смеси переходит в дисперсно-кольцевой. Из-за малости потерь давления на начальном участке можно принять, что давление на входе в участок с дисперсно-кольцевым режимом течения равно давлению на входе в канал. [53]
Обычно считается, что цель этого метода - расчет средней объемной концентрации дискретной фазы при двухфазном течении в канале, когда известны объемные расходы V& и V с соответственно дискретной и непрерывной фаз. Метод обычно применяли к вертикальным потокам, в которых его главные допущения ( постоянство скоростей и концентраций фаз поперек канала) ближе всего к действительности. Влияния касательных напряжений у стенки не учитываются, и, следовательно, метод непригоден для расчета потерь давления, вызываемых трением. Следуя ей, допустим, что скорости и плотности потоков положительны в направлении движения элемента дискретной фазы, находящегося под действием силы тяжести в статическом объеме непрерывной фазы. В этом случае скорости, направленные, например, вверх, рассматриваются как положительные для пузырькового режима течения газожидкостного потока, а скорости, направленные вниз, считаются положительными для суспензии тяжелых твердых частиц в более легкой жидкости. Это правило позволяет представлять все соответственные системы ( пузырьковые газожидкостные потоки, капельные жидко-жидкостные потоки, суспензии твердых частиц в газе, суспензии твердых частиц в жидкости, дисперсные газожидкостные потоки) обычным образом. [54]
При течении жидкости, не доведенной до кипения, происходит резкое падение давления в начальном участке цилиндрического канала. Падение давления происходит в короткие промежутки времени, и жидкость переходит в область значительных перегревов. За то время, за которое происходит падение давления, жидкость не успевает закипеть. Поток находится в ме-тастабильном состоянии, и процесс парообразования происходит в неравновесном состоянии. С удалением потока от начала канала растут количество пара, пузырьки пара, наблюдается пузырьковая структура течения. По этим наблюдениям однозначный вывод о характере течения сделать невозможно из-за малого увеличения, однако опытные данные на каналах цилиндрического сечения с острой кромкой позволяют прийти к выводу, что в данном случае реализуется пузырьковый режим течения. На основе этих исследований в настоящей работе была принята модель пузырькового потока. [55]
Страницы: 1 2 3 4