Основные характеристики двухфазных потоков

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ [c.135]

Основные характеристики двухфазных потоков — режимы движения и законы сопротивления — значительно отличаются от аналогичных характеристик отдельных фаз. [c.233]

Газосодержание, являющееся одной из основных характеристик двухфазного потока, тесно связано с поверхностью контакта фаз газо-жидкостной системы. Нами установлено, что в барботажных аппаратах с механическим перемешиванием процесс массоотдачи в жидкой фазе определяется газосодержанием барботажного слоя и удельной мощностью на механическое перемешивание газожидкостного потока [c.35]

Основные характеристики двухфазных потоков [c.176]

Основные количественные характеристики системы при наличии потоков двух фаз перепад давления, результирующая скорость сплошной фазы и удерживающая способность по дисперсной фазе. Для получения количественных характеристик двухфазного потока можно использовать два принципа [14, 151. [c.138]

ОСНОВНЫЕ КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХФАЗНЫХ ПОТОКОВ [c.150]

В колонных аппаратах химической технологии объемная доля дисперсной фазы может изменяться в очень щироких пределах - от нуля до максимально возможной, а скорости движения фаз относительно стенок аппарата имеют, как правило, тот же порядок величины, что и скорость движения частиц относительно жидкости. Поэтому взаимодействие фаз, связанное с их относительным движением, и гидродинамическое взаимодействие частиц между собой оказывают решающее воздействие на характер течения в аппарате. Для математического описания течений такого рода наибольшее распространение в последнее время получила модель раздельного движения фаз, или двухжидкостная модель [92—95]. В ней фазы рассматриваются как два взаимопроникающих и взаимодействующих континуума, заполняющих один и тот же объем [92, 95]. Фазы, составляющие дисперсную смесь, как бы размазываются по объему, занятому смесью, но при этом каждая из них занимает лишь часть этого объема Величина носит название объемной доли (или объемной концентрации) г-й фазы и является одной из основных характеристик дисперсного двухфазного потока. Объемная доля дисперсной фазы д = может называться удерживающей способностью, задержкой, газосодержанием, а объемная доля сплошной фазы ( = 6 -удерживающей способностью по сплошной фазе либо порозностью. Для двухфазного течения всегда <р + = . Приведенная плотность фазы определяется следующим образом [c.58]

МИКИ двухфазных систем. Дано теоретическое обоснование основной количественной характеристике двухфазной системы — фактору гидродинамического состояния двухфазной системы. Введено математическое описание структуры потоков, возникающих в промышленных аппаратах, как основы построения математических моделей процессов массопередачи. Даны количественные оценки неравномерности распределения элементов потока по времени пребывания в аппаратах, а также расчет параметров математических моделей структуры потоков. [c.4]

Конструкция системы зависит от состава и скорости потока, поэтому для ее проектирования необходимы надежные данные о пласте и фазовом поведении содержащихся в нем продуктов. Давление и температура потока обычно снижаются по пути от забоя скважины до ее устья, который на фазовой диаграмме представлен линией, начинающейся при исходном давлении и температуре пласта и заканчивающейся при давлении и температуре первого сепаратора. Если конечная точка находится внутри фазовой оболочки, то двухфазный поток будет иметь место даже тогда, когда весь продукт в пласте находится в паровой фазе. Одной из основных задач планирования и конструирования является определение условий сепарации с целью оптимизации объема реализуемой жидкости. Для выполнения этой задачи нет необходимости строить полную фазовую диаграмму. Обычно достаточно определить критическую точку, точку кипения или точку росы при температуре пласта и фазовое равновесие в первом сепараторе Для этого необходим анализ проб из пласта. Данные о пласте и характеристика его продукции являются входными для системы [c.28]

На рис. 2—7 приведены некоторые результаты численного интегрирования вместе с экспериментальными данными разных авторов, иллюстрирующие влияние р, w, х , D ж q nSi основные характеристики течения дисперсно-кольцевого двухфазного потока в трубах. [c.62]

Основные характеристики механических мешалок рассчитываются по тем же зависимостям, что и для случая перемешивания однофазных потоков, но с учетом физико-химических параметров двухфазной системы (плотность р, вязкость и т. д.). [c.69]

Мы попытались систематизировать основные параметры, определяющие гидродинамику двухфазных потоков, и наметить пути отыскания их количественных характеристик. [c.4]

Поэтому в настоящее время в распоряжении исследователя остаются приближенные методы решения основных задач гидродинамики двухфазных потоков. Важно получить важнейшие количественные характеристики двухфазной системы. [c.177]

Величина потерь энергии в процессе струйного смешения будет определяться главным образом режимом истечения рабочей (активной) жидкости и геометрической характеристикой эжектора. Гидродинамические потери в камере эжекционного аппарата (при отсутствии подсоса) в основном обусловлены внезапным расширением рабочей струи по выходе из сопла и образованием застойных вихревых зон [200]. При подсасывании эжектируемой жидкости возникновение вихрей в двухфазном потоке, а следовательно, и гидродинамических потерь, будет компенсироваться некоторым сжатием рабочей струи жидкости и уменьшением потерь на расширение активной струи при выходе ее из сопла. Таким образом, наличие подсасываемого потока не сможет значительно увеличить потери в камере эжектора по сравнению с потерями в однофазном потоке, а при некотором значении коэффициента подсоса д = — значение [c.557]

Используя принципы математического моделирования и анализируя математические модели структуры потоков, можно установить профиль распределения скоростей и давлений в двухфазном потоке. Основные количественные характеристики системы при наличии потоков двух фаз перепад давления, результирующая скорость сплошной фазы и [c.136]

Определяющей характеристикой процессов массопередачи, протекающих в двухфазных потоках, является взаимодействие фаз, от которого зависит величина межфазной поверхности. Поэтому аппараты для проведения процессов массопередачи должны конструироваться так, чтобы в них максимально развивалась поверхность контакта. В соответствии с этим в основу классификации диффузионной аппаратуры положен принцип образования межфазной поверхности. Все многообразие дис узионных аппаратов может быть условно сведено к трем основным группам [c.218]

Авторами данной монографии та же экспериментальная установка использовалась для нахождения распределения твердых частиц по скоростям, а также исследования зависимости основных гидродинамических характеристик диспергированной фазы от соотношения между плотностями фаз, т. е. от величины у = ртв/рж (ртв и р — плотность твердой и жидкой фаз соответственно). Распределительное устройство, с помощью которого осуществлялось псевдоожижение, было подобрано таким образом, чтобы двухфазный поток можно было считать однородным уже при значениях вертикальной [c.50]

До недавнего времени анализ работы химических реакторов не выходил за пределы алгебраических расчетов материальных и тепловых потоков, проводимых без учета макрокинетики химических процессов, а временные характеристики, необходимые для управления процессом, совсем не учитывались. Вопросы оптимизации процессов химической технологии практически не рассматривались. Основным методом расчета таких процессов был метод теории подобия, сводившей дифференциальные уравнения процесса к соответствующему набору безразмерных комплексов физических величин (критериев подобия), нахождение связи между которыми и составляло основную задачу получения расчетных формул. Этот прием, оправдавший себя для детерминированных однозначно протекающих физических процессов в однофазных системах со строго фиксированными границами, позволил получить расчетные уравнения для ряда инженерных задач гидродинамики, теплообмена и в меньшей степени для массообмена, но оказался недостаточным для двухфазных систем и процессов, осложненных химическими реакциями. В последнем случае из-за несовместимости критериев [c.5]

В. В. Кафаров [51, 67, 205] выдвинул ряд положений, являющихся базой теории межфазного массопереноса, основанной на представлениях о межфазной турбулентности. На границе раздела фаз, течение которых не ограничивается твердыми стенками, возникает особый гидродинамический режим, характеризующийся образованием вихрей последние пронизывают пограничные слои и проникают вглубь фазовых потоков. Такой режим определяется как режим развитой свободной турбулентности. В этом режиме (режиме эмульгирования или турбулентной пены) двухфазная си-тема представляет собой недвижный комплекс газожидкостных вихрей со значительным развитием межфазной поверхности и быстрым ее обновлением. Газожидкостной системе присущи основные особенности свободной турбулентности — отсутствие гашения турбулентных пульсаций, наличие нормальных составляющих скорости, отсутствие заметного влияния молекулярных характеристик на массоперенос. Таким образом, межфазная поверхность сама становится источником турбулентности и масса переносится через поверхность раздела фаз вихрями с осями, перпендикулярными направлению движения потоков. Анализируя условия, в которых возникает межфазная турбулентность, В. В. Кафаров указывает [51], что вихри на межфазной поверхности возникают при различающихся по величине и направлению скоростях движения фазовых потоков, в частности в тарельчатых колоннах создается благоприятная обстановка для вихреобразования на границе раздела фаз. В наших экспериментах на тарельчатых контактных устройствах различного типа — это важное обстоятельство следует подчеркнуть еще раз — во всем исследованном диапазоне нагрузок по жидкости и газу наблюдался режим развитой свободной турбулентности (см. гл. ГУ, стр. 114). [c.155]

Приведем некоторые данные по реологии двухфазных систем, псевдоожиженных потоком. Основными реологическими характеристиками для таких систем являются так называемые [c.101]

В двух последуюгцих главах рассматриваются основные подходы и методы математического и физического моделирования гетерогенных потоков. Вся история развития естествознания подтверждает обоюдную значимость и взаимодополнение теоретических и экспериментальных методов исследования. В построении теории любого физического явления (каким бы сложным или простым оно ни казалось при первоначальном рассмотрении) нельзя преуменьшать роль тех или иных методов исследования. Вышесказанное хорошо подтверждает вся история развития теории турбулентных однофазных и многофазных течений. В последние годы в связи с бурным развитием вычислительной техники большую роль в развитии теории двухфазных потоков начали играть методы математического моделирования (численные методы). Использование этих методов позволяет решать системы сложных дифференциальных уравнений и получать детальную информацию о тонкой структуре гетерогенных потоков. Интенсивный прогресс вычислительных машин дал также мошный импульс развитию методов экспериментального исследования. Использование быстродействующих процессоров позволяет проводить измерения тонких структурных характеристик гетерогенных потоков в реальном времени. [c.6]

Полезен, с нашей точки зрения, раздел книги, посвященный теоретическим вопросам гидродинамики и расчету основных характеристик арматуры. Приведенные формулы охватывают случаи протекания несжимаемой жидкости и газа с учетом сжатия в до- и сверхкритичес-ких режимах. Автор воздерживается от рекомендаций по расчету потоков двухфазных (парожидкостных) сред, что связано с недостаточ-нь 1 освещением данного вопроса в литературе и отсутствием надежных теоретических и экспериментальных данных. [c.9]

Режимы движения газо-жидкостного потока. При малых приведенных скоростях газа (Vr < 0,1 м/с) в потоке жидкости распределены отдельные пузыри различных размеров, не зависящих от условий входа газа в трубу. Такой режим движения газо-жидкостной смеси в барботажных трубах газлифтного аппарата можно назвать пузырьковым. При увеличении скорости газа, а соответственно и скорости циркулирующей жидкости, газо-жидкостная смесь приобретает структуру динамической пены, состоящей из деформированньпс пузырей различных размеров, заполняющих весь объем трубы. Этот режим называют пенным. С дальнейшим увеличением скорости газа пенный режим переходит в стержневой, когда основная масса газа движется в центре трубы, окруженная кольцевым восходящим потоком жидкости. Стержневой режим наступает при скоростях газа более 10 м/с, при которых газлифтные аппараты обычно не работают. Переход от одного режима движения к другому происходит плавно, без проявления каких-либо кризисных явлений в гидродинамических характеристиках газо-жидкостной смеси. Подробнее о структурах двухфазного течения см. в 3.4.1. [c.520]

Изучение большинства гидродинамических характеристик газожидкостных течений в массообменных аппаратах в настоящее время осуществляется еще в основном эмпирическими методами, в лучшем случае — с использованием теории подобия и анализа размерностей. Сложность теоретического рассмотрения проблем гидродинамики двухфазных систем объясняется тем, что газожидкостные течения в массообменных аппаратах, представляющие практический интерес, чаще всего являются турбулентными или соответствуют переходным режимам течения от ламинарного к турбулентному. В то же время известно, что теория турбулентности даже для однофазных потоков пока далека от заверщения. Изучение турбулентных газожидкостных течений в массообменных аппаратах осложняется еще и тем, что кроме пульсаций скорости потоков здесь следует рассматривать также пульсации газосодержания и давления. Тем не менее, развитие идей и методов классической гидродинамики однофазного потока и, в частности, теории пограиичного слоя позволило успешно решить ряд задач. диффузионной кинетики, связанных с элементарными актами массопередачи. Такие задачи достаточно подробно рассмотрены в гл. 3, [c.124]

Для применения такого типа клапанов в колонных аппаратах не-обходшо дальнейшее изучение закономерности их работы.в частности, необходимо исследовать основные гидродинамические характеристики тарелок в шщ)оком диапазоне размеров клапанов.скоростей движения потоков,запаса жидкости на тарелке.газосодержание и высоту двухфазного слоя и нахождение оптимальных условий работн всей тарелки. [c.49]

Подавляющее большинство методик, предложенных для моделирования массообменных процессов в двухфазных газопарожидкостных системах, используют либо понятие теоретической ступени разделения (т. е. такого контактного устройства, в котором достигается межфазное равновесие), либо понятие ступени разделения с заданной (нормализованной) эффективностью разделения. Объясняется, это, с одной стороны, значительной сложностью моделей, использующих кинетические характеристики процессов массо- и теплообмена, а с другой стороны, недостаточной изученностью кинетики процессов тепло- и массопереноса в контактных устройствах различного типа. Разумеется, моделирование без учета кинетики процесса также дает полезную информацию об объекте. На его основе можно сравнить различные схемы процесса и выбрать оптимальный вариант, определить основные параметры потоков на выходе моделируемого объекта. Однако сопоставить различные конструкции массообменных устройств, наметить пути интенсификации процесса, верно определить размеры аппарата и энергозатраты на проведение процесса можно только с учетом кинетических характеристик контактных устройств и связей эти характеристик с гидродинамическими и физико-химическими параметрами процесса. [c.154]

В настоящее время при исследовании одно- и двухфазных течений большое распространение получил электродиффузионный (электрохимический) метод измерения поверхностного трения [202, 203 ], принцип действия которого во многом схож с термоанемометрическим. В отличие от термоанемометра, в основе которого лежит связь между коэффициентом конвективной теплоотдачи нагретой проволочки или пленки и скоростью набегающего потока, в данном случае подобная зависимость связывает со скоростью течения коэффициент массоотдачи помещенного в поток датчика. Наиболее существенным ограничением электродиффу-зионного метода является необходимость применения в качестве рабочей жидкости раствора электролита специального состава, к которому предъявляются весьма жесткие требования. Кроме того, частотная характеристика используемых датчиков существенно хуже, чем у термоанемометров, и, как правило, ограничена величиной порядка 1—2 кГц. Это обстоятельство, а также некоторые другие накладывают ряд серьезных ограничений на использование таких датчиков для измерения турбулентных пульсаций скорости. К основным достоинствам метода относятся возможность применения датчиков очень малых размеров, отсутствие принципиальной необходимости в калибровке датчика, простота первичной электронной аппаратуры, доступность проведения измерений в непосредственной близости от твердой поверхности. Относительная простота изготовления датчиков и электронной аппаратуры открывает возможность применения многоканального варианта метода, когда измерения осуществляются одновременно во многих точках потока. [c.55]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология