Cтраница 4
Дело в том, что в случае работы центробежного насоса на газоводяной смеси определяющим фактором является газосодержание смеси, ибо оно определяет отклонение рабочих параметров от соответственных при работе на воде. Поэтому основным требованием при проведении таких работ является соблюдение постоянства газосодержания смеси на приеме насоса. Но, как известно, газосодержание смеси зависит непосредственно от давления. Отсюда следует, чтобы провести экспериментальное исследование работы центробежного насоса, необходимо в процессе эксперимента сохранять постоянное давление на приеме. При неизменной глубине спуска насоса изменение режима работы насоса ( изменение производительности) приводит к изменению давления на приеме и, следовательно, к изменению газосодержания смеси. Поэтому такая методика при работе насоса на газожидкостиой смеси не применима. [46]
При дальнейшем увеличении содержания газа в смеси длина снарядов увеличивается, перемычки все более насыщаются газом и, в конце концов, в трубе появляется сплошной столб движущегося газа, окруженный жидким кольцом. Этот тип структуры называется стержневым. Некоторые исследователи выделяют еще распыленную структуру, когда газосодержание смеси становится настолько высоким, что жидкая фаза распыляется потоком газа и движется вместе с ним во взвешенном состоянии. В этом случае сплошной фазой является газ, а жидкость распределена в нем в виде капелек. [47]
При скоростях смеси менее 0 2 м / с и больших газосодержаниях в результате слияния пузырей друг с другом образуется непрерывная газовая фаза, т.е. раздельный поток. При более высоких скоростях смеси соединение пузырей приводит к образованию газовых пробок, под которыми условно понимают газовые включения с диаметром более 1 / 3 радиуса трубы. Пробковая структура потока характеризуется последовательным чередованием пробок жидкости и газа. С увеличением газосодержания смеси при постоянной скорости размеры газовых пробок увеличиваются, а жидкостных - уменьшаются. В конце концов жидкостные пробки переходят в волныtи поток становится расслоенным с волновой поверхностью раздела. При газосодержаниях более 0 7 и высоких скоростях смеси волны жидкости размываются и на стенках трубопровода образуется сравнительно устойчивый слой жидкости, т.е. формируется кольцевая структура жидкостного потока. [48]
Раздельно-волновая форма потока при небольших скоростях движения смеси характеризуется сравнительно гладкой границей раздела фаз и почти полным отсутствием пульсаций давления. При росте скорости смеси на поверхности жидкости развиваются гравитационные волны, перемещающиеся в направлении потока, что вызывает некоторую пульсацию давления. Размеры волн и пульсация давления с увеличением скорости смеси возрастают, и при определенном ее значении раздельно-волновая форма потока переходит в пробковую. Пузырьковая форма потока наблюдается при небольших газосодержаниях смеси и характеризуется движением газа в виде отдельных пузырей, расположенных в верхней части сечения трубы, а также почти полным отсутствием пульсации давления. Размеры основной массы пузырей примерно одинаковы, скорость их равна или меньше средней скорости смеси. С увеличением скорости смеси происходит дробление и перемешивание пузырей, и при скорости более 2 м / с газовые пузырьки равномерно распределяются в жидкости, т.е. поток становится эмульсионным. Наоборот, рост газосодержания вызывает слияние пузырей в более крупные газовые скопления. При скоростях смеси менее 0 2 м / с в результате слияния пузырей друг с другом образуется непрерывная газовая фаза, т.е. раздельный поток. При более высоких скоростях смеси соединение пузырей приводит к образованию газовых пробок. [49]
Области существования этих основных структур определяются скоростью и газосодержанием смеси. Так, при восходящем течении отсутствует раздельно-волновая структура, в результате чего значительно расширяется область пробковой структуры. Диаметр трубопровода при постоянной скорости и неизменном газосодержании смеси оказывает незначительное влияние на форму потока. [50]
В этом же параграфе было показано, что и применение методик второй группы, полученных на основе промысловых данных, часто приводит к неприемлемым результатам при расчетах промысловых подъемников. Величина А не определяется однозначно условным числом Рей-нольдса, она зависит от физических свойств жидкости и особенно от газосодержания смеси и диаметра подъемника. Причем, разброс значений коэффициента общих потерь при постоянной величине Rey может быть больше чем на порядок. Увеличение диаметра трубы приводит к увеличению коэффициента А, а увеличение газосодержания смеси - к его уменьшению. [51]
Если скорости перекачки небольшие, то граница раздела фаз гладкая. Увеличение скорости перекачки смеси приводит к образованию гравитационных волн на границе раздела фаз. Амплитуда волн увеличивается пропорционально росту скорости перекачки смеси. При определенных условиях волны полностью перекрывают сечение трубы, а поток переходит в пробковый, когда газовые и жидкостные пробки чередуются друг с другом. С увеличением газосодержания смеси при постоянной скорости размеры газовых пробок увеличиваются, а жидкостных - уменьшаются. [52]
Если скорости перекачки небольшие, то граница раздела фаз гладкая. Увеличение скорости смеси приводит к образованию гравитационных волн на границе раздела фаз. Амплитуда волн увеличивается пропорционально росту скорости смеси. При определенных условиях волны полностью перекрывают сечение трубы, а поток переходит в пробковый, когда газовые и жидкостные пробки чередуются друг с другом. С увеличением газосодержания смеси при постоянной скорости размеры газовых пробок увеличиваются, а жидкостных - уменьшаются. В конце концов жидкостные пробки как бы размазываются по стенке трубы, а газовая фаза, содержащая капли жидкости, движется в центре, т.е. формируется кольцевая структура газожидкостного потока. [53]
Впервые обнаружено и следующее интересное явление. При увеличении газосодержания на границе эмульсионного и стержневого режимов движения на конце нерабочей стороны лопатки наблюдается образование вихря. Особенно сильное образование вихря наблюдается при стержневом режиме движения смеси. По-видимому, возникающий при эмульсионном режиме движения вихрь уменьшает живое сечение для течения смеси, что, во-первых, приводит к значительному снижению рабочих параметров, а, во-вторых, существование в междулопаточных каналах любого типа вихрей нарушает энергетический обмен между рабочим колесом и смесью, приводя к снижению рабочих параметров. Далее, с момента образования вихря объем каналов рабочего колеса, занимаемый им, непрерывно увеличивается с увеличением газосодержания смеси. [54]