Кольцевое течение

Рис. 89. Зависимость коэффициента гидравлического трения Хи от Квпл при кольцевом течении

Кольцевое течение — жидкость течет на стенках трубы в виде пленки, а газ течет в центре. Обычно некоторая часть жидкой фазы увлекается в виде мелких капель газовым ядром, возможно также (хотя и менее обычно) увлечение пузырьков в жидкую пленку. [c.183]

Дисперсно-кольцевое течение — его характер подобен течению, наблюдаемому в вертикальных каналах, исключение составляет толщина плеики, которая неодинакова по периметру на дне канала пленка много толще. В большинстве случаев встречается частичное увлечение капелек жидкости внутрь газового ядра [c.184]

По мере получения дополнительных результатов, увеличивающих и без того уже большой банк данных, будут возникать другие корреляции. Однако останется ошибка, возникающая из-за эффектов развития потока. Единственный способ ее преодолеть заключается в том, что нужно создать модели, которые будут связаны с режимами течения и позволят поэтапно рассчитать градиент давления вдоль канала, принимая по внимание эффекты развития течения. Образец таких моделей (для кольцевого течения) коротко обсуждается ниже. [c.191]

Хотя можно постулировать существование кольцевого течения с гидродинамическим равновесием, при котором скорость осаждения капель на пленку и скорость уноса жидкости равны н противоположно направлены, такая ситуация может достигаться только в очень длинных каналах и представляет довольно-таки академический интерес. Чтобы достичь успеха, в любой модели кольцевого течения необходимо принимать во внимание неравновесные явления, при которых скорости уноса и осаждения жидкости различны. По существу, в модели должно решаться уравнение баланса массы пленки вдоль канала [c.196]

Рис. 23. Корреляция для уноса жидкости п кольцевом течении [42]

Несмотря на довольно плохие корреляции для скоростей осаждения и уноса, при использовании моделей кольцевого течения получены сравнительно хорошие результаты расчетов. Может быть, наиболее важным в их применении является расчет критического теплового потока (см. 2.7,3), но модель также достаточно хороша в сравнении с эмпирическими корреляциями, когда ее применяют к расчету напрял<ений трения на поверхности раздела фаз (градиент давления). Некоторые сравнения, представленные в [43], приведены на рис. 24. Хотя разброс все еще велик, он все намного меньше, чем для эмпирических корреляций, о чем свидетельствует сравнение рис. 24 с рис. 14. [c.198]

Кольцевой режим течения. В горизонтальных кольцевых течениях пленка жидкости асимметрично распределяется вокруг трубы, будучи толще и имея более высокую скорость течения в нижней части трубы. Неравномерность распределения можно проиллюстрировать результатами, представленными в [52] и показанными на рис. 30—32. Толщину пленки измеряли датчиками контакта, которые дают вероятность распределения контакта с пленкой как функцию расстояния от стенки. Средняя толщина пленки соответствует вероятности 0,5 ниже будет показано, что эта вероятность сильно изменяется от верхней образующей [c.201]

Рис. 30. Вероятностное распределение толщины пленки в горизонтальном водовоздушном кольцевом течении [52]

Вязкая диссипация в кольцевом течении Куэтта. Рассмотрим течение, образующееся в кольцевом зазоре между двумя концентрическими цилиндрами при относи- [c.335]

Несомненно, важно знать скорости пара при захлебывании и при установлении кольцевого течения. Простая и приемлемо точная корреляция для захлебывания дана в [21] [c.344]

Скорость, нри которой устанавливается стабильное кольцевое течение, определена в [26] [c.344]

Критерий для определения расслаивающегося и кольцевого течения. Как уже обсуждалось выше, картами ре жимов течения можно пользоваться для выяснения структуры потока, возникающего при конденсации. Однако разработаны специальные методы для определения, какой моделью пользоваться расслаивающегося течения или кольцевого, которые описаны ниже. [c.348]

Высыхание пленки. Для высоких паросодержаний при кольцевом течении высыхание пленки происходит, вероятно, тогда, когда расход жидкости в ней приближается к нулю. Относительно высыхания пленки в бинарной или многокомпонентной с.меси отсутствуют экспериментальные данные или теоретические модели. Однако можно рекомендовать метод, предложенный Хьюиттом (см. 2.7.3). Из результатов [5] очевидно, что расход в жидкой пленке и унос жидкости в паровое ядро определяются в основном гидродинамическими эффектами, влияние переноса массы на распределение фаз мало. При интегрировании уравнений, приведенных в 2,7.3, следует предположить, что между жидкостью и паром в каждом сечении существует равновесие. Если это важно, то можно ввести небольшие отклонения от положения равновесия, используя уравнения, записанные в [5J. Распад жидкости на ручейки может происходить раньше, чем в чистой жидкости, вследствие эффектов поверхностного натяжения и температурного градиента. Из рис. 4 следует, что минимальная скорость смачивания для смеси вода — п-пропанол сильно зависит от состава 115]. [c.423]

Кольцевое течение является потоком с преобладанием касательных напряжений, и методы, представленные в п. В для пленок с большим сдвигающим усилием в вертикальном потоке, будут применяться для него. Заметим, что коэффициент теплоотдачи рассчитывается согласно уравнению (25) для ламинарного течения или (26) для турбулентного. Критическое число Не пленки, соответствующее возникновению турбулентности, следует взять здесь равным 50. Метод определения коэффициента теплоотдачи и безразмерных касательных напряжений изменяется слабо в случае горизонтального течения, так как эффект подъемной силы пара исчезает. Следовательно, Т/ и а+ определя- [c.348]

Переход к кольцевому течению [c.349]

Рис. 10. Подавление кипения при кольцевом течении

Для ламинарной пленки с постоянными касательными напряжениями в ией (как в подъемном кольцевом течении при высоких касательных напряжениях на границе раздела) число Шервуда [c.420]

Капельки тумана в потоке пара образуются частично в переходной области между снарядным и кольцевым режимами течения и частично из капель, срываемых с вершин волн в области кольцевого течения. На размеры и количество капель тумана существенное влияние оказывает поверхностное натяжение. [c.90]

Вычисление потерь давления для двух фазного течения сильно усложняется существованием большого разнообразия возмож ных видов течения. Для пузырькового тече ПИЯ в первом приближении влияние пу зырьков весьма приближенно эквивалентно увеличению вязкости жидкости. Для коль цевого течения положение намного сложнее, так как течение жидкости нли газа может быть либо ламинарным, либо турбулент ным. При этом возможно существование четырех режимов двухфазного кольцевого течения с жидкой пленкой, а именно тече ние обеих фаз турбулентно течение обеих фаз ламинарно течение газа турбулентно, течение жидкости ламинарно течение жид кости турбулентно, течение газа ламинарно. Кроме того, в поток газа может поступать либо больше, либо меньше мелких капель, и это оказывает влияние на обмен колп чеством движения по мере того, как капли попадают в поток газа или покидают его, влияя, таким образом, на градиент давле пня. [c.100]

Толщина кольцевого течения смешанного потока на радиусе ясимптотического конуса [c.61]

Клочкообразно-кольцевое течение — при увеличении скорости жидкости концентрация капель в газовом ядре растет, и в конечном счете происходит слияние капель в ядре, ведущее к большим клочкам, полосам или жгутам жидкости в газовом ядре. Этот режим характеризует течения с высокой массовой скоростью и низким расходным массовым газосодержанием. [c.183]

Физическая интерпретация переходных режимов течения обсуждается, например, в (2]. Переход от пузырькового течения к снарядному происходит при межпузырь-ковых столкновениях, слиянии и росте пузырей. Этот процесс обычно делает пузырьковое течение неустойчивым при истинном объемном паросодержании выше 30% или около того, хотя может иметь место стабилизирующее влияние поверхностно-активных загрязнений или высокой степени турбулентности, что позволяет пузырьковому течению сохраняться при истинных объемных газосодержа-ниях и превышающих названный уровень. Считают, что переход (в подъемном потоке) от снарядного течения к вспененному вызывается существованием явления захлебывания в основании крупных пузырей, вызывающего унос жидкости вверх внутри пузыря и ведущего в конце концов к вспененному режиму течения. Переход от вспененного режима течения к кольцевому связывают с обращением потока, т. е. с изменением, при котором весь поток жидкости, вводимой в канал, течет вверх. Область кольцевого течения можно расширить, если в нее включить область, в которой пульсации напряжений трения на стенке отрицательны. Более детальное обсуждение этого вопроса дано в [2 . [c.183]

Рис. 31. Данные по минимальной, средней и максимальпой толщине плеики в горизонтальном водоиоздуииюм кольцевом течении [32], массовый расход воды равен 0,064, воздуха — 0,051 кг/с

В [56] нредло кепа модель траекторий образования и осаждения капель нрн горизонтальном кольцевом течении. Предполагается, что капли испускаются с жидкой пленки с конечной скоростью. Они ускоряются аксиально потоком газа, но также подвергаются воздействию гравитационных сил. В зависимости от скорости и угла испускания капли распределяются по периметру трубы. С использованием скоростей испускания, измеренных при течении в вертикальных трубах, получено надежное качественное согласие с экснеримеитальными данными, хотя модель имеет тенденцию к завышению скорости текущей пленки по всему кольцевому периметру, т. е. к занижению доли унесенной жидкости. [c.202]

Е. Влияние нагрева за счет теплоты выделения при вязкой диссипации на процессы теплообмена. Как упоминалось во введении, одно из важных различий между неизо-термическимп течениями жидких полимеров и ньютоновских жидкостей состоит в том, что в первом случае оказывается важным пагрен за счет выделения теплоты из-за вязкой диссипации. Вследствие высокой вязкости этих жидкостей величина Сп [см. (23)] не мала и последний член в правой части уравнения энергии (21) необходимо сохранять. Ниже рассмотрено влияние нагрева за счет тепловыделения при вязкой диссипации на поле температур при течениях двух типов. Сначала рассмотрим еще раз стационарное течение в каналах из последнего раздела, затем обсудим нестационарное кольцевое течение Куэтта и, наконец, обратим внимание на то, как эти результаты влияют на определение числа Нуссельта. Примеры течения в каналах (в плоских и цилиндрических) и течения Куэтта, рассматриваемые здесь, являются иллюстрациями различных задач теплообмена, которые можно проанализировать в качестве предельных случаев винтового течения [2]. [c.334]

Известно относительно мало приложений расчетов нагрева за счет вязкой диссипации в кольцевом течении Куэтта. Одно интересное приложение эти расчеты находят в ротационном вискозиметре, где нагрев аа счет внутреннего трения иногда ограничивает самые большие скорости сдци1 а, которые могут быть использованы в приборе. Полностью развитые поля температур и скорости привлекают мрюго внимания из-за существования неоднозначного решения, найденного в [2П- Касательные напряжения не должны превышать определенного значения, даже если при этом неограниченно увеличиваются скорости сдвига. При высоких скоростях сдвига уменьшение температурной зависимости вязкости компенсируется увеличением напряжения вследствие роста скорости сдвига. Зависимость скорости сдвига Уо1Н (относительная скорость между поверхностями, разделяемыми зазором) от касательного напряжения показана на рис. 8 для жидкости, описываемый степенной зависимостью [20]. Для данного касательного напряжения имеются два режима для проведения эксперимента один при высоких и второй при низких скоростях сдвига. [c.335]

Обычно конденсаторы работают нри скоростях пара, меньших скорости захлебывания. Сдвигающее усилие пара при этом слишком мало, чтобы воздействовать на кондеи-сатную пленку, таким образом можно обоснованно применять методы расчета коэс ициента теплоотдачи, изложенные выше. Обычно работа конденсатора в диапазоне параметров от возникновения захлебывания до образования восходящего кольцевого потока не предполагается, но она возможна при восходящем кольцевом течении. Однако последний режим течения обычно не рекомендуется, так как трудно обеспечить достаточно высокую скорость пара, покидающего верхнюю часть трубы, для сохранения кольцевого потока. Если необходимо работать в условиях восходящего кольцевого течения, то их следует установить. В пленке преобладает тогда сдвигающее усилие и, следовательно, коэффициенты можно найти из (25)—(27). [c.344]

Другими важными параметрами для расчета конденсаторов являются скорости, при которых предотвращается нозвратный поток жидкости и устанавливается режим вертикального кольцевого течения. Рассмотрим скорость пара в верхней части трубы, где она является наименьшей. Скорость пара, необходимая для предотвращения возвратного потока жидкости, определена в [21] [c.344]

На основании данных по конденсации пара при низком давлении в [52] показано, что модель кольцевого течения применяется, если / у/(->29, а модель расслаивающегося течения — нри / 7л <5. В промежуточной области они предлагают следующую иптерттоляциоиную зависимость для коэффициента теплоотдачи [c.348]

В [45] предложен другой критерий, основанный на безразмерной приведенной скорости газовой фаз7з1 Vg, определяемой из (42). Авторы использовали собственные данные, а также данные других исследователей [54—56] для получения следующего критерия поток с преобладанием силы тяжести осуществляется при у < 0,5, поток с преобладанием касательных напряжений — при Цд 1,5. Это наводит на мысль, что модель кольцевого течения можно применять для Vg , 5, модель расслаивающегося течения для г <0,5. Вероятно, при 0,5<и <1,5 применима следующая интерполяция для коэффициента теплоотдачи [c.348]

Область высокого паросодержаиия (кольцевое течение). Проведя измерения зависимости расхода кольцевой жидкой пленки на выходе нагреваемой трубы от ее длины и подведенной мощности, авторы [51, 52 смогли представить полную картину условий вдоль нагреваемой трубы и показать, что кризис возникает, когда расход жидкой пленки на поверхности нагрева уменьшается до нуля, следовательно, происходит высыхание пленки. Эти эксперименты обнаружили также, что распределение жидкости между уносимыми каплями н пленкой при заданных паросодержании и массовой скороспи в нагреваемой трубе существенно отличается от наблюдаемых значений при том же паросодержании и массовой скорости в конце длинной необогревае-мой трубы, т. е. нри полностью развитых равновесных условиях. [c.394]

Упругим фактором, влияющим на высыхание пленки в горизонтальных трубах, является наличие колена в 180, В [5] показа1ю, что колено вызывает возмущения гютока в широком диапазоне рабочих условий. Возмущения приводят к большим по амплитуде колебаниям температуры стенки на длине до 70 диаметров вниз по потоку от колена. При низких тепловых потоках (порядка 100 кВт/м-) эти возмущения достигают максимума в области волнового илн кольцевого течения с малой скоростью (объемные наросодержания и диапазоне 0,6—0,65) и для [c.403]

В коленах и спиральных лмеениках при кольцевом течении коэффициент теплоотдачи изменяется по периметру трубы. Этот эффект ясно виден из экспериментов 11]. Однако нри пузырьковом кипении коэффициент теплоотдачи не зависит от центробежных сил и при расчете его следует принять таким же. как в вертикальной прямолинейной трубе, за исключением случаев, где стратификация или высыхание пленки приводит к тому, что часть поверхности становится сухой. [c.406]

Влияние смачиваемости поверхности. В случае плохой смачиваемости поверхности иногда возникают осложнения даже при кипении воды. В ртутных системах такая проблема существует постоянно. Влияние плохой смачиваемости обычно сказывается слабо при кипении в большом объеме или пузырьковом течении, но оно резко уменьшает критический тепловой поток в условиях кольцевого течения. Сухие пятна и пережог наблюдались на стенках пучка стержней при тепловых потоках, меньших 42 ООО ккал1(м -ч), при течении воды при атмосферном давлении и весовом паросодержании около 5%. [c.99]

Рис. 5.16. Влияние числа Рейнольдса иа коэффициент поверхностного трения, среднюю высоту возмущенного слоя жидкости и сред-1ГЮЮ толщину жидкой пленки при двухфазном кольцевом течении [3].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология