Структура двухфазного потока в трубе

Рис. II. 22. Структуры двухфазных потоков при кипении жидкости в вертикальной трубе.

Н-Д. СТРУКТУРА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА И ТЕПЛООБМЕН ПРИ КИПЕНИИ ЖИДКОСТИ ВНУТРИ ТРУБ [c.311]

D. Внутренняя поверхность горизонтальных труб. Режимы течения при конденсации в трубе. Вопросы структуры двухфазного потока рассматриваются здесь кратко, дополнительная информация приведена в 2.3, а обзор режимов течения при конденсации выполнен в [45 . [c.347]

В горизонтальных трубах гидродинамическая обстановка значительно усложняется. Причины тому — трение частиц о стенки трубы и существенное изменение структуры двухфазного потока [54, 55]. На рис. 1.17 показаны гра( ики изменения эпюры скоростей [c.33]

Теплоотдача при кипении в трубах. Физическая сущность процесса кипения внутри труб отличается от кипения в большом объеме. Характерной особенностью кипения в большом объеме является отделение образующегося пара от жидкости, при этом поверхность теплоотдачи взаимодействует с однородной жидкой средой. При кипении в трубе весь пар движется вместе с жидкостью, образуя парожидкостную смесь, в которой содержание пара непрерывно возрастает. При этом поверхность теплоотдачи взаимодействует с двухфазным потоком. Следовательно, при кипении в трубах интенсивность теплообмена зависит не только от теплового потока, свойств жидкости и давления, но и от гидродинамической структуры потока. Последняя в свою очередь зависит от свойств жидкости, давления, расположения трубы (угла наклона оси к горизонту), скорости вынужденной циркуляции, содержания пара в потоке и диаметра трубы. [c.430]

В п. В рассмотрена конденсация в горизонтальных трубах. Известно, что в этом случае коэффициент теплоотдачи существенно зависит от структуры двухфазного потока и потому сначала рассматриваются его режимы. Два важных режима потока (расслоенный и кольцевой) приведены на рис. 3. Они соответствуют относительно большим и относительно малым скоростям течения в трубе. Для каждого режима даны методы расчета коэффициента теплоотдачи и критерии, позволяющие определять эти режимы. [c.340]

Структура двухфазного потока в горизонтальной трубе. Несмотря на то, что процесс пневмотранспортирования порошкообразного материала широко изучался, на данный момент нет однозначного представления о характере движения его в горизонтальной трубе. [c.38]

Типичные структуры газожидкостных потоков иллюстрируются рис. II.22 на примере кипения жидкости в вертикальной трубе. Внизу имеется однофазный жидкостный поток, который переходит в двухфазную систему и пузырьков пара, распределенных в жидкости. Затем по мере увеличения расхода пара отдельные пузырьки сливаются, образуя крупные снаряды , и возникает пузырьково-снарядная, а затем снарядно-кольцевая, дисперсно-кольцевая и капельная структуры двухфазного потока. Распределение дисперсной фазы в сплошной, характерное для каждой из них, показано на рис. 11.22. Условия образования двухфазного потока определенной структуры и переход одной структуры в другую зависит от совокупности физико-механических характеристик системы (физических свойств фаз, скоростей движения фаз, геометрических характеристик системы). [c.160]

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]

Режимы течения. Структура двухфазного потока, возникающего при кипении в условиях вынужденного течения в трубе, определяется многими факторами — теплофизическими свойствами жидкости и пара (давлением), диаметром и длиной трубы, тепловой нагрузкой, скоростью течения и пр. В практике чаще других встречаются следующие режимы течения (см. рис. 1.98) [c.184]

Теплообмен при кипении внутри труб тесно связан с гидродинамикой потока. При движении кипящей жидкости вдоль трубы непрерывно увеличивается паросодержание смеси х за счет уменьшения жидкой фазы. Вследствие этого по длине трубы наблюдается изменение гидродинамической структуры потока. На рис. П-10, а изображена последовательная смена структур двухфазного потока по высоте в вертикальной трубе. Здесь можно различить три основные области область подогрева жидкости (экономайзерная) при д = 0 область кипения парожидкостной смеси при 0<Сл < 1 область перегрева пара при х = 1. [c.58]

Скорость и концентрация материала определяют соответствующую структуру двухфазного потока. Наиболее ярко неоднородность структуры двухфазного потока проявляется в горизонтальной трубе (рис. 6.6.6.]). С увеличением концентрации материала и при переходе от движения одиночными частицами к движению в виде гребней минимальная скорость транспортирования снижается. [c.489]

Аналогичная структура двухфазного потока в камере вихревой трубы образуется и в случае, когда в сопловой ввод подается однофазная газовая смесь, а конденсат образуется непосредственно в самой камере. Как и при работе вихревой трубы на влажном воздухе, об- [c.131]

Структура двухфазного потока в трубе [c.13]

Для правильного понимания явления кризиса теплообмена при течении пароводяной смеси в трубе необходимо иметь некоторое представление о структуре двухфазного потока, которая, в частности, зависит от положения трубы в пространстве. Мы ограничимся рассмотрением лишь подъемного движения среды в вертикально расположенной трубе. [c.13]

Однако следует иметь в виду, что так же, как и в случае большого объема, при кипении в трубах наблюдаются кризисы теплоотдачи, приводящие к резкому снижению а. Интенсивность теплоотдачи и возникновение кризисов кипения связаны со структурой двухфазного потока и его скоростью. Двухфазные потоки характеризуются параметрами, определения которых приводятся ниже. [c.348]

V -Vp", т.е. в координатах "скорость газа на единицу полного поперечного сечения трубы - скорость жидкости на единицу полного поперечного сечения трубы" - в так называемых "скоростных" координатах. Указанные скорости являются условными характеристиками режимов в трубе, но их использование значительно упрощает и ускоряет процесс определения структуры двухфазного потока, поскольку расходные параметры транспортирующихся флюидов и площадь поперечного сечения трубы известны, а формулы для определения условных скоростей - (21) и (22) -очень просты. [c.30]

Характерная особенность транспортирования сыпучего материала в виде однородного псевдоожиженного слоя — несущественное для практических задач изменение е по радиусу трубы. Подобная структура движения двухфазного потока обычно свойственна зернистым материалам с размером частиц 6 > 60 10 м. [c.6]

При движении двухфазного потока по горизонтальной трубе его структура претерпевает существенные изменения. При высоких концентрациях наблюдается движение материала по дну трубы в виде волн, гребней (рис. 1.3,6). При низких концентрациях основная масса частиц находится во взвешенном состоянии, однако величина (1—е) значительно увеличивается ко дну трубы (рис. 1.3, в). [c.7]

В отличие от рассмотренных выше структур движущегося двухфазного потока, при движении материала в плотном слое в нем возникают напряжения, создающие значительные силы трения материала о стенки трубы, однако возможность существенно снизить скорость материала и расход газа определяет достоинства этих видов пневмотранспорта. [c.7]

Отмечено, что в вертикальных трубах расслоенный и волновой режимы не наблюдаются. При изменении направления движения двухфазного потока независимо от режима течения в отводе наблюдается расслоенная структура. Вдоль внутренней образующей отвода движется газовая фаза, вдоль внешней - жидкая, то есть происходит естественная сепарация потока. [c.254]

Вследствие особенностей структуры двухфазного горизонтального потока, возможности расслоения потока и оседания твердых частиц на дно трубопровода интересно вычислить среднюю скорость транспортирующего потока, при которой практически все твердые частицы оседают в нижней части трубы и скользят по дну трубопровода (в литературе эту скорость иногда называют скоростью сальтации). [c.147]

Область применения полученных зависимостей ограничена пределами зон существования указанных режимов двухфазного течения в горизонтальных трубах (в переходных зонах следует воспользоваться уравнением для предшествующей структуры), определяемых с помощью диаграммы структур потока и следующими условиями [c.111]

Характеристиками структуры потока являются длина участка стабилизации и отношение радиуса ядра потока Яй к радиусу трубы R. Эти параметры исследованы в работе [38] применительно к восходящему потоку гидросмеси при ро < р, т. е. при двухфазном ядре и однофазном периферийном слое. В табл. II. 2 приведены полученные экспериментальные данные жидкой фазой являлись водные растворы, а твердой — уголь, канифоль и карболит. Эксперименты [37] показали, что участок стабилизации сокращается при росте вязкости жидкости и диаметра трубы и при уменьшении концентрации твердой фазы. [c.111]

Модель процесса пневмотранспортирования по горизонтальной трубе. Сведения, полученные о структуре двухфазного потока в горизонтальной трубе позволяют критически оценить существующие физические модели пиевмотранспортного процесса. [c.41]

И диаметр трубы В результате испытаний, проведенных в ОТИХП А. В. Гордиенко, были обнаружены зоны существования режимов течения в зависимости от указанных параметров и построена обобщенная диаграмма (рис. VI.2) структур двухфазного потока хладагента в координатах [c.108]

Формирование структуры двухфазного потока завершается на некотором расстоянии от входа потока в трубу. При одинаковых скоростях потока, концентрациях твердого материала и прочих равных условиях структура потока в сечениях трубы, отстоящих на 6,31 и 120 см от входа в трубу, различна (в сечении, отстоящем на 6 см от входа, концентрация твердых частиц на разных расстояниях от центра трубы практически одинакова). В сечении, находящемся в 31 см от входа в трубу, увеличивается кольцевое пространство чистой жидкости у стенки, уменьшается концентрация твердых частиц в цриосевом пространстве трубы и возрастает концентрация частиц в средней части радиуса. В сечении, отстоящем от входа на 120 см, заканчивается процесс формирования концентрационного пика (пик удален от центра трубы на расстояние 0,6 ее радиуса). [c.109]

Отношение радиусов ядра потока и трубы (Ro/R), характеризующее слоистую структуру двухфазного потока и проявление эффекта Сегре — Зильберберга, зависит от скорости жидкости. Это отношение становится [c.111]

Некоторые суждения о структуре двухфазного потока можно сделать путем анализа результатов опытов по гидравлическому сопротивлению. М. М. Пржиял-ковский и И. Н. Петрова [Л. 70], проводя опыты в адиабатических условиях с пароводяной смесью при различных давлениях, впервые обнаружили явление относительно резкого изменения гидравлического сопротивления трубы при некоторых значениях х. [c.20]

Структура двухфазного потока зависит от геометрических свойств системы. Системы с неограпиченным объемом представляют собой относительно большие емкости, заполненные жидкостью, в которые погружаются различные поверхности в виде одиночных труб, трубных пучков и др., обогреваемые изнутри. Пар, образующийся при кипении жидкости на их внешних поверхностях, беспрепятствеино отводится из системы. Рассмотрим систему, состоящую из сосуда, заполиеииого жидкостью, горизонтальная поверхность (дно) которого обогревается. На рис. 13-10 дан график изменения температуры по высоте слоя л идко- [c.306]

Метод Локарта - Мартинелли не учитьшает различия в структурах двухфазных потоков, однако обеспечивает достаточное приближение, если жидкая фаза не содержит воду. С увеличением диаметра трубы точность метода уменьшается. [c.142]

Пар поступает в трубы с высокой скоростью, и, если скорость пара достаточно высока, часть коиденсата может быть унесена паровым потоком. По мере протекания процесса конденсации отношеиие количества конденсата к количеству пара увеличивается, и на нижией поверхности труб образуется тонкий слой конденсата. Волны, которые воз Икают вследствие трения а границе раздела фаз, могут стать достаточно высокими и достигнуть верхней части трубы, способствуя, таким образом, образованию парокапельного ядра потока. При некоторых условиях наличие двухфазного ядра потока может стать причиной временной остановки и изменения направления движения потока, что в конечном счете приводит к неустойчивости или осцилляции потока. Наконец, при приближении скорости пара к нулю конденсат будет с текать с труб под действием гидростатического напора. При больших количествах конденсата проходное сечение труб может оказаться полностью заиолие ым, но этого следует тщательно избегать, поскольку, как упоминалось выше, могут возникнуть осцилляции, которые, в свою очередь, могут стать причиной разрушения пучка труб. Таким образом, важным моментом как для теплопередачи, так и для потерь на трение является двухфазная структура ядра потока. [c.57]

Парообразование при движении двухфазного потока в трубах хотя и изучалось во многих работах, но до сих пор в литературе не имеется более или менее закономерных рекомендаций по этой проблеме. Особенно это относится к области недогрева (экономай-зерный участок) и области дисперсно-кольцевого потока и около-кризисной области. При этом необходимо учитывать специфику двухфазного потока с изменяющейся структурой потока по тракту парогенератора. Весьма актуальными являются работы, посвященные выяснению закономерностей конденсации паров, особенно при наличии примесей инертных газов. Этим актуальным и важным для энергетического машиностроения вопросам посвящены публикуемые в сборнике доклады, зачитанные и обсуждавшиеся на V Всесоюзной конференции по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов, проводившейся в 1974 г. в Ленинграде. [c.4]

При движении двухфазного потока по горизонтальной трубе его структура претерпевает существенные изменения. Хотя распределение частиц и выравнивается по сечению трубы с увеличением скорости газа и уменьшением концентрации частиц, все же основная масса материала движется в нижней части канала (рис. 3.4.6.2), что не позволяет рассматривать поток как одномерный [65]. С увеличением концентрации частиц происходит вытеснение газового потока вверх. Это приводит к тому, что частицы оседают на дне трубы и их основная масса движется по дну трубы в виде слоя с гребнями (рис. 6.6.6.1). При дальнейшем снижении скорости газа гребни увеличиваются и переходят в поршни [66]. Поршнеобразование — это нежелательное явление, и без специальных мер по его регламентации пневмотранспорт заканчивается образованием пробки из материала, т. е. закупоркой или завалом трубопровода. Причем вероятность закупорки тем выше, чем выше концентрация частиц и ниже скорость газа. [c.216]

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]

Экспериментальное исследование [18] теплообмена между восходящим закрученным двухфазным потоком и стенкой трубы О = 12,8 мм) с ленточным завихрите-лем показало, что с уменьшением шага спирали увеличивается коэффициент теплоотдачи. При кольцевой структуре газо-жидкостного потока расхождение опытных данных и рассчитанных по уравнению (6.8.3.20) не превышает 20 % (рис. 6.8.3.7). [c.549]

При кипении жидкостей в выпарных и дистилляционных аппаратах образуются дисперсии, состоящие из жидкости и пара, структура которых зависит от соотношения их расходов, а также от технологических и конструктивных факторов. При интенсивном кипении в трубах структура парожидкостной смеси проходит последовательные фазы превращений от дисперсий газовых пузырьков в жидкости до дисперсий жидких частиц в паровом потоке. В зависимости от размеров и формы частиц дисперсной фазы, а также ее агрегатного состояния структуры парожидкостных потоков делят на несколько видов, схематически показанных на рис. VI.5 применительно к кипению жидкости в трубе. Внизу трубы имеется однофазный жидкостный поток /, который переходит в двухфазную систему из пузырьков пара 2, распределенных в объеме жидкости. По мере увеличения объемного расхода пара пузырьки сливаются друг с другом и укрупняются. Часть из них приобретает форму снарядов с вытянутой головкой и уплощенной кормовой поверхностью. В результате возникает пузырьковоснарядная структура парожидкостной смеси 3, характеризующаяся 190 [c.190]

Поскольку подача этиленгликоля создает двухфазный поток, был проведен расчетный анализ структуры его движения в разных частях теплообменников (по режи.мным картам Бекера). Скорость срыва пленки рассчитывалась для вертикальных труб по уравнению Мажарова, а для горизонтальных труб по формуле Рамзина. Гидродинамическая характеристика аппаратов приведена в табл. 7.4. [c.96]

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]

При движении двухфазного потока внутри труб, расположенных, горизонтально или с небольшим наклоном, кроме изменения структуры потока но длине, имеет место значительное изменение структуры по периметру трубы. Так, если скорость циркуляции и содержание пара в потоке невелики, наблюдается расслоение двухфазного потока на жидкую фазу, двужущуюся в нижней части трубы, н паровую, движущуюся в верхней части ее (рис. 13-13,о). При дальнейшем увеличении наро-содержания и скорости циркуляции поверхность раздела между паровой и жидкой фазами приобретает волновой характер и жидкость гребнями волн периодически смачивает верхнюю часть трубы. С дальнейшим увеличением содержания пара и скорости волновое движение на границе раздела фаз усиливается, что приводит к частичному выбрасыванию жидкости в паровую область. В результате двухфазный ноток ириобре- [c.312]

В начальном участке трубы жидкость подогревается до температуры кипения и закипает в пристеночном слое. Этот участок трубы называется экономай-зерным. Далее начинается движение двухфазной (нар — жидкость) системы. На этом испарительном участке наблюдается различная структура потока. [c.76]

Конденсация пара в потоке недогретой жидкости (в каналах с предвключениым смесителем пара и жидкости, при поверхностном кипении в трубах, в опускном канале кипящих ядерных реакторов и др.). При пузырьковой структуре неравновесного двухфазного турбулентного потока коэффициент теплоотдачи, отнесенный к границе раздела фаз (поверхности парового пузыря), может быть определен как [91] [c.190]

Параметры двухфазности Фс и Фд являются функциями структуры потока и физических свойств фаз. Простейшая модель, используемая для установления вида этих функцмй, основана на представлении, что обе фазы движутся в двух раздельных цилиндрах диаметрами О,, и 0, , причем суммарная площадь поперечных сечепий этих цилиндров равна площади поперечного сечения трубы диаметром О, по которой движется двухфазная смесь. Принимается также, что градиенты давления в каждом цилиндре обусловлены только трением и численно равны градиенту давления в реальном потоке. Значения градиентов давления рассчитываются по уравнениям, используемым для однофазных потоков. Согласно изложенным представлением, объемное содержание дисперсной фазы в двухфазной системе определяется выражениями [c.154]

Структура потока нри ро < р и ро > р ясна из табл. II. 1. В первом случае в зависимости от направления движения образуются пристенный слой чистой жидкости и двухфазное ядро потока (при восходящем движении) или двухфазная зона у стенок трубы и ядро чистой жидкости в приосевой зоне (при нисходящем движении). Во втором случае (ро > р) структура потока противоположна. Когда ро=р, эффект Сегре — Зильберберга проявляется и в пристенной и приосевой зонах трубы. [c.110]