Паросодержание в дисперсно-кольцевом

При дальнейшем движении потока по мере его нагрева и увеличения объемного газосодержания пузырьковый режим течения через ряд промежуточных форм сменяется дисперсно-кольцевым, при котором в ядре потока устанавливается паровая фаза, а у стенки в виде кольцевого слоя жидкая фаза. При дисперсно-кольцевом режиме течения в слое жидкой пленки имеются паровые включения, а паровое ядро содержит капли жидкости. С ростом паросодержания увеличивается скорость пара, что приводит к появлению сложной системы волн на поверхности жидкой пленки. При значительных скоростях пара в результате подрезания гребня волн с поверхности жидкой пленки могу срываться капли. Другой причиной их появления в потоке является выход на поверхность парового пузыря и его разрушение [34, 35]. [c.252]

С ростом паросодержания х паровые пузыри сливаются и занимают всю среднюю часть трубы, внутри которой несутся мелкие капельки влаги. При этом жидкость на стенке образует кольцевой слой, вследствие чего режим течения называется дисперсно-кольцевым (участок ОЕ). Далее толщина кольцевого слоя уменьшается по длине трубы, пленка разрушается (точка Е), а капельки влаги, содержащиеся в потоке, в ряде случаев не достигают стенки трубы, так как испаряются в перегретом пограничном слое. Кипение на стенке прекращается, стенка высыхает , теплоотдача ухудшается, и температура стенки растет. После достижения максимума температура стенки снова несколько уменьшается по длине трубы, что связано с интенсификацией теплоотдачи при ускорении потока из-за испарения оставшейся в ядре влаги и увеличения объема протекающей среды. Это зона подсушивания потока и теплоотдачи к влажному пару (участок ЕЕ). После испарения всей влаги (ж = 1, сухой насыщенный пар) температура пара и стенки начинает расти вдоль трубы в соответствии с закономерностями теплоотдачи к перегретому пару (газу). [c.162]

Вертикальные каналы. В вертикальных каналах различают пузырьковый, снарядный, эмульсионный, дисперсно-кольцевой режимы течения (рис. 1.94). Пузырьковый режим имеет место при относительно малых паросодержаниях (ф О.З) [56], причем газовая (паровая) фаза движется в виде дискретных объемов (пузырьков), [c.101]

Для пароводяных потоков истинное объемное паросодержание в дисперсно -кольцевом режиме может быть также найдено по номограммам рис. 1.97. [c.106]

Дисперсный и дисперсно-кольцевой режимы течения двухфазного потока возможны только при большом паросодержании. [c.113]

На основе представлений о двухфазных дисперсно-кольцевых потоках рассматриваются гидродинамические характеристики потоков в необогреваемых и обогреваемых трубах гидравлическое сопротивление, расход жвдкости в пленке, истинное объемное паросодержание, условия наступления кризиса теплообмена второго рода, т. е. ухудшения теплоотдачи, приводящего к резкому повышению температуры поверхности нагрева и связанного с высыханием пристенной жидкой пленки. Иллюстраций 7. Библиогр. 15 назв. [c.145]

При некотором значении энтальпии среды на входе и удельном тепловом потоке в выходном сечении канала достигается паросодержание т. е. происходит смена режимов течения среды дисперсно-кольцевого на чисто дисперсный. Этому условию на рис. 4-4 соответствует точка В. Очевидно если в последующем опыте несколько повысить энтальпию рабочей среды на входе до значения то паросодержание на выходе из обогреваемой [c.65]

Что происходит с увеличением паросодержания, сказать трудно. Дисперсно-кольцевой поток может превращаться в чисто кольцевой, что предваряет чисто газовый поток, или определенное количество капель может оставаться всегда в газовом ядре, образуя поток, подобный потоку тумана. Абсолютные значения зависят, конечно, от свойств системы. [c.205]

Старые уравнения. С хронологической точки зрения первая группа уравнений была получена, начиная с 1943 г., в большинстве случаев на основе результатов кипения с недогревом. Недогрев А0 ед (разница между температурой входа и температурой насыщения при рабочем давлении) был основным параметром. Эти уравнения не представляют особого интереса, даже если они и были распространены на область паросодержаний, что видно на примере [89]. В дальнейшем мы обсудим уравнения, полученные позднее и более относящиеся к дисперсно-кольцевому потоку. Обширная библиография по этим вопросам содержится в других работах [90, 91]. [c.237]

I) в дисперсно-кольцевом потоке дкр имеет обратную зависимость от О, в то время как при низком паросодержании (для пузырькового или пробкового потока) имеется прямая зависимость между этими величинами. [c.241]

Механизм теплообмена в условиях ниже критического паросодержания. В последнее время наблюдается все возрастающий интерес к изучению механизма теплообмена в дисперсно-кольцевом потоке. Количество экспериментальных данных по паро-водяным восходящим потокам весьма велико, и ссылки на литературу можно найти в другой работе [121]. Большинство данных относится к низкому давлению. Для этих условий получены эмпирические уравнения. С другой стороны, теоретическое изучение, направленное на описание возможных механизмов теплообмена, не было особенно удачным по следующим обстоятельствам [c.247]

Теплообмен в области за кризисом. В области выше кризиса величина коэффициента теплообмена от нагреваемой поверхности заметно падает. Однако необходимо отметить, что при дисперсно-кольцевом течении небольшому увеличению теплового потока соответствует увеличение температуры, но не такое катастрофическое, как при кипении в большом объеме. Отсюда возникает мысль о том, что появление кризиса происходит не из-за процесса пленочного кипения, а из-за недостаточности поперечного потока жидких капель, отводящих тепло. Это уже отмечалось ранее [58]. Разрушение жидкой пленки будет приводить к режиму потока сухой стенки или к условиям частично сухой стенки. Возникает интересный вопрос или это новый режим потока, так называемый режим недостатка жидкости , о котором мы неопределенно говорили в разд. I. А. 1, как о режиме, вызванном увеличением теплового потока, или он может существовать только в условиях теплообмена. Адиабатические эксперименты показывают, что режим недостатка жидкости может существовать даже без теплообмена, но умеренные тепловые потоки снижают паросодержание, при котором это происходит. Также очевидно, что в верти- [c.250]

Дисперсно-кольцевой режим течения постепенно переходит в дисперсный. При интенсивном кипении в жидкой пленке наблюдается вынос влаги с ее поверхности в ядро потока, который возникает вследствие разрыва поверхности отрывающимися пузырьками. Одновременно происходит осаждение капель из ядра потока на поверхности пленки. По мере роста паросодержания наступает момент, когда испарение и унос влаги из пленки не компенсируется выпадением капель из ядра потока, пленка высыхает. Высыхание пленки приводит к резкому снижению а на графике (рис. 13.12) этот момент отмечается точкой излома кривой = /(х р) (рис. 13.12, точка 1). Значение х р, которое соответствует области резкого снижения р, называется граничным паросодержанием, а кризис теплоотдачи вследствие высыхания жидкой пленки называется кризисом второго рода. Процесс высыхания пленки является неустойчивым, так как на нее продолжают выпадать капли из ядра потока. Полное высыхание пленки при этом происходит при значении паросодержания, несколько большем х, . Точка 2 на рис. 13.12 называется точкой начала кризиса орошения. [c.358]

В область кипения входят участки с пузырьковым, снарядным, кольцевым и дисперсным режимами потоков. При пузырьковом режиме двухфазный поток состоит из жидкости и равномерно распределенных в ней мелких пузырьков пара. При увеличении паросодержания некоторые пузырьки сливаются, образуя крупные пузырьки — снаряды (пробки), размер которых соизмерим с диаметром трубы. При снарядном режиме пар движется в виде отдельных крупных пузырей, разделенных прослойками парожидкостной эмульсии. Кольцевой режим возникает при дальнейшем росте паросодержания, когда происходит слияние отдельных пузырей (снарядов), Б сплошной поток пара, движущийся в центре трубы при наличии у стенки трубы тонкого кольцевого слоя жидкости. По мере испарения толщина этого кольцевого слоя постепенно уменьшается. После полного исчезновения кольцевого слоя наступает дисперсный режим (область подсыхания), когда стенки трубы [c.58]

В зависимости от режимных условий в трубе могут наблюдаться различные структурные формы потока. При малых паросодержаниях двухфазная среда движется в виде пароводяной эмульсии (пузырьчатая структура). По мере роста х жидкость постепенно отжимается к периферии канала и начинает течь в виде пленки по стенкам трубы пар в этом случае движется в центральной части канала (кольцевая структура). Поверхность кольцевой пленки взаимодействует с потоком пара, на ней образуются волны, гребни которых срываются и уносятся ядром потока в виде мельчайших капель. Одновременно часть капель вследствие турбулентной диффузии возвращается в пленку. Таким образом, между пленкой и ядром потока происходит непрерывный массообмен. При еще больших х (а значит, и больших скоростях пара) поток приобретает дисперсную структуру. Иногда эту форму движения пароводяной смеси называют потоком тумана [c.14]

Условимся величину определять не только как паросодержание, при котором происходит кризис гидравлического сопротивления, но одновременно и как границу перехода кольцевого режима течения двухфазной среды в дисперсный (поток тумана). Следовательно, дисперсный поток характеризуется движением гомогенной смеси насыщенного пара и мелких капель воды на стенке же канала при этом течет тончайшая пленка (микропленка) воды. [c.60]

Таким образом, определенная направленность в постановке и обработке опытов по теплообмену в парогенерирующей трубе дает возможность определить паросодержание при котором происходит переход кольцевого режима течения пароводяной смеси в дисперсный. Эта задача сама по себе представляет значительный интерес, так как непосредственное наблюдение структуры двухфазного потока при высоком давлении требует организации очень сложного эксперимента. Вторым преимуществом построения графиков по типу рис. 4-6 является достаточно надежное определение поскольку эта величина может находиться на основании значительного числа экспериментальных точек, аппроксимируемых двумя прямыми линиями. При этом легко выявляются ошибочные данные. [c.73]

Из этих соотношений ясно, что с ростом скорости циркуляции скольжение фаз уменьшается, т. е. поток становится ближе к гомогенному. Формула (1.195) совместно с формулой (1.192) пригодна для расчета истинных объемных паросо-держаний в области пузырькового и эмульсионного режимов течения в вертикальных каналах при Во ЮО, если ф 0,7. Расчет истинного объемного паросодержания в дисперсно-кольцевых потоках неразрывно связан с определением гидравлического сопротивления и будет изложен в п. 1.15.4. [c.104]

В дисперсно-кольцевом режиме, когда жидкостная пленка на стенке трубы начинает исчезать, а резко снижается до значений, соответствующих однофазному протеканию пара. Все сказанное выше можно проиллюстрировать опытной зависимостью локальных значений а, представленной в виде функции от паросодержания х, полученной И. Хавлой для случая кипения РП в горизонтальной трубе диаметром 14 мм (рис. П-13). Из рис. 11-13 видно, что д не влияет на а при кольцевом и дисперсно-кольцевом режимах при массовых скоростях вплоть до дар = 50 кг/(м -с). Лишь при малых массовых скоростях [дар < 30 кг/(м -с) ] даже для больших значений паросодержания х зависимость а от д сохраняется. [c.63]

Кризис теплообмена второго рода наблюдается только при переходе дисперсно-кольцевой структуры потока в дисперсную. Таким образом, его происхождение связано с чисто гидродинамическими процессами, а характерной величиной является граничное паросо-держание д р, которое не зависит от удельного теплового потока и определяется лишь значениями давления и весовой скорости. Понятие критический тепловой поток для кризиса теплообмена второто рода не существует. При заданных геометрических размерах обогреваемой трубы и режимных условиях опыта (энтальпия среды на входе в трубу, а также давлении и массовой скорости потока) д определяет возможность достижения в трубе граничного паросодержания д р (в соответствии с уравнением теплового баланса), но непосредственно на эту последнюю величину он не влияет. [c.5]

Для проектирования реактора РКТК фирмой Дженерал электрик в Ханфорде проводились эксперименты [118] на электрически нагреваемом макете сборки тепловыделяющих элементов. Опытный участок состоял из 19 стержней диаметром 1,43 см, длиной 223 см, помещенных в трубу с внутренним диаметром 8,26 см. Мощность (до 2000 кет) подводилась при давлении в контуре 70 кг1см и достигались разные паросодержания на выходе (некоторые из них соответствовали условиям дисперсно-кольцевого потока). Однако критические условия никогда не достигались без разрушения такой дорогостоящей модели. [c.247]

Многостержневой (7 и 19) пучок исследовался также при давлении 70 кг1см в Колумбийском университете [119]. Предварительные результаты показывают, что в дисперсно-кольцевом потоке КТП имеет ту же величину, что и в цилиндрическом канале, но необходимы экспериментальные точки, чтобы сделать какое-либо количественное заключение. Группа экспериментаторов работает на вертикальных пучках с паро-водяным восходящим потоком в Швеции. Опубликованные пока данные [120] охватывают диапазон низких давлений (2,5—10 кг см ). Эксперименты, проведенные на трехстержневом пучке, показывают, что в этом диапазоне критическое паросодержание снижается с увеличением теплового потока и со снижением давления. Кроме того, они наблюдали, что критическое паросодержание для пучка стержней много меньше, чем полученное ранее для круглых каналов и описанное в прежних отчетах. (См. библиографию в работе [123].) Это согласуется в принципе с результатами, полученными на зазоре стенка ненагреваемой трубы задерживает воду, снижая критическое паросодержание при постоянном тепловом потоке в сравнении со случаем круглой трубы. [c.247]

Переход от ядерного кипения к механизму испарения связан, вероятно, с гидродинамическими условиями, преобладающими в дисперсно-кольцевом режиме, который наступает с увеличением паросодержания. Этот переход может быть использован как чувствительный критерий для определения границы между дисперсным и другими режимами потока. При передаче тепла от стенки к дисперсному ядру потока тепло должно пройти через слой жидкости и вода должна испариться с жидкой поверхности и в процессе массообмена попасть в ядро потока. Эта картина содержит гипотезу о том, что пузырьки не возникают в жидкой пленке. Колльер и Паллинг [121] недавно показали, что теория Хау [122] об инициировании пузырькового кипения может объяснить это явление. [c.248]

До настоящего времени карты режимов потока, которые обсуждались в разд. I, не находят широкого применения, и для каждого случая необходимы специальные эксперименты. Как уже упоминалось, в соответствии с тем, что было обнаружено в ЦЭИ [13], при давлении 70 кг а пробковый режим потока не существует при средней линейной скорости паро-водяной смеси выше 5 м1сек, а поэтому линии, упомянутые в разд. 1. Б., невозможны при расходе свыше 200—250 г см -сек). При больших весовых скоростях происходит плавный переход от пузырькового потока к дисперсному режиму потока. С другой стороны, при более низких скоростях могут наблюдаться пробковый поток и максимум критического потока, если не предпринимаются специальные меры на входе в канал. Реакторы с кипящей водой обычно работают в этом режиме, но при точно выбранном расходе и паросодержании на выходе большая доля парогенерирующих областей реактора может работать в дисперсно-кольцевом режиме течения. Поэтому тепловые и гидравлические свойства паро-водяных смесей в этих условиях представляют значительный интерес. [c.256]

Испарительный участок включает в себя области с поверхностным кипением и объемным кипением насыщенной жидкости. Участок трубы с объемным кинеиием насыщенной жидкости включает в себя области эмульсионного пробкового 4 и стержневого 5 режимов течения. В эмульсиониом режиме двухфазный поток состоит из жидкости и равномерно распределенных в ней мелких пузырьков. С дальнейшим увеличением паросодержания некоторые из них сливаются, образуя крупные нузыри-нробки, соизмеримые с диаметром трубы. При пробковом режиме пар движется в виде отдельных крупных пузырей-пробок, разделенных прослойками парожидкостной эмульсии с увеличением паросодержания происходит слияние уже крупных пузырей и образование так называемой стержневой структуры потока, нри которой в ядре потока сплошной массой движется влажный пар, а у стенки трубы — тонкий кольцевой слой жидкости. Толщина этого слоя постепенно уменьшается по мере испарения после полного испарения жидкости эта область переходит в область подсыхания 6. Область подсыхания (дисперсный режим) наблюдается лишь в длинных трубах. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология