Двухфазные потоки скорость

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]

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]

Фактическую максимальную скорость потока жидкого водорода в трубе определяют по скорости распространения звука в нем, она составляет примерно 1000 м сек. При двухфазном потоке скорость звука мала из-за высокого коэффициента сжимаемости смеси, обусловленного присутствием пара. Существует несколько видов двухфазного потока [c.92]

Распределение времени пребывания оценивалось по второму моменту (дисперсия распределения), на основе значения которого рассчитывались величины критерия Пекле для продольного перемешивания. Расчет критерия Пекле производили, исходя из диффузионной модели перемешивания, с граничными условиями, соответствующими ограниченному каналу [7]. При двухфазном потоке скорость сплошной фазы рассчитывалась с учетом удерживающей способности. [c.60]

Процессы переноса в двухфазном потоке на контактном устройстве, при установившемся режиме работы колонны, являются стационарными. Движение газа в слое жидкости на тарелке происходит преимущественно в вертикальном направлении. Так как в двухфазном потоке скорость газовой фазы намного больше скорости сплошной фазы u(j u , то составляющие силы [c.131]

Для рассматриваемого случая течения двухфазного потока скорость жидкости в насадке увеличивается под действием газовой струи и в сечении запирания достигает максимально возможного значения, которое без учета потерь на трение может быть найдено по формуле [c.177]

Равенства (8.6) или (8.7) показывают, что суммарная скорость W двухфазного потока (а значит, и суммарный расход фаз Q(t) не зависит от координаты х, т.е. является либо постоянной величиной, либо известной функцией времени. Это-следствие предположения о несжимаемости фаз. [c.230]

Для относительной скорости щ с использованием уравнений баланса сил тяжести и сопротивления, записанных для одиночной частицы и для двухфазного потока, получено аппроксимационное рещение [c.78]

W bos—скорость движения воздуха при двухфазном потоке, м -м -с или [c.8]

Если промывную жидкость подают на поверхность осадка в виде капель, то определение скорости промывной жидкости осложняется. Можно сказать, что скорость промывной жидкости в этом случае будет до некоторой степени возрастать с увеличением ее расхода. Такой процесс промывки рассмотрен в следующей главе на основе закономерностей движений двухфазного потока жидкость — воздух в пористой среде. [c.245]

Насыщение осадка влагой в процессе промывки зависит от скорости поступления промывной жидкости и разности давлений, а также от свойств осадка н промывной жидкости. Зависимость отношения скорости движения воздуха при двухфазном потоке к скорости движения воздуха при однофазном потоке от насыщения осадка влагой при промывке и остаточного насыщения выражается уравнением (VI 1,16). Зависимость отношения скорости движения жидкости при двухфазном потоке к скорости ее движения при однофазном потоке от эффективного насыщения осадка влагой при промывке можно получить из уравнения (VII,9) [c.277]

Основные уравнения. К описанию движущегося слоя полностью применима схема двухфазного потока, рассмотренная в разделе VII.7. Пассивной фазой является поток газа, а активной — газ, находящийся в порах твердых частиц и сорбированный на активной поверхности. Соответственно, эффективная константа скорости межфазной диффузии равна коэффициенту массопередачи р, умноженному на внешнюю поверхность единицы объема твердых частиц Он. Гидродинамический режим обеих фаз близок к идеальному вытеснению. Если адсорбция на поверхности твердых частиц следует закону Генри, уравнения баланса вещества в пассивной и активной фазах движущегося слоя записываются в виде [c.318]

В случае двухфазного потока для практического использования уравнения (2.65) дополнительно к данным о профиле скорости обеих фаз требуются данные о распределении фаз в сечении потока. Эти данные, как правило, не могут быть получены экспериментально при существующих технических приемах измерений, поэтому для возможности интегрирования уравнения (2.65) по сечению предполагают существенную схематизацию действительной картины течения двухфазного потока, что, естественно, ограничивает как точность решения, так и диапазон его применения. [c.80]

Подобные методы описания, справедливые для ползущего течения, позволяют лишь приближенно учесть явления стесненности и влияния стенок аппарата. При описании двухфазных потоков в процессах азеотропно-экстрактивной ректификации в большинстве случаев можно сделать допущение о ползущем режиме движения. Поэтому уравнения вида (7.54) могут быть применены с известной степенью точности для расчета скорости расслаивания жидких смесей. В случае потоков с большими числами Рейнольдса погрешности существенно возрастают. [c.289]

При движении двухфазных потоков в промышленных аппаратах различают сплошную и дисперсную фазы. Дисперсная фаза распределяется в сплошной. Диаметр аппарата обычно рассчитывается по линейной скорости сплошной фазы. Поэтому основной задачей инженерного расчета гидродинамики двухфазных систем является нахождение линейной скорости сплошной фазы. [c.137]

Используя принципы математического моделирования и анализируя математические модели структуры потоков, можно установить профиль распределения скоростей и давлений в двухфазном потоке. [c.138]

Рассмотрим гидродинамические режимы двухфазного потока, для которых имеются профили скоростей фаз [c.163]

Поскольку критерий Прандтля характеризует относительное соотношение профилей скоростей и концентраций, то следует ожидать, что влияние этого соотношения на процесс массопередачи должно меняться в зависимости от гидродинамической обстановки процесса, т. е. должен меняться показатель степени при числе Прандтля. При наиболее равномерном распределении жидкости и газа в двухфазном потоке в условиях развитой свободной турбулентности в соответствии со структурой уравнений (П1, 227) и (П1, 228) показатель степени п должен достигать максимального значения, равного единице. При уменьшении турбулизации потоков показатель степени п при числе Прандтля должен уменьшаться, становясь в пределе, когда движение прекратится, равным нулю. В последнем случае понятие о соотношении профилей скоростей и концентраций теряет свой смысл. [c.246]

Динамическая удерживающая способность аппарата Н , а также расход жидкости по колонне Ь в условиях нестационарного режима двухфазного потока в аппарате являются функциями времени i и координаты х в продольном направлении Н1=Н (х, I) и L=L х, (х, I), где V — средняя скорость распростране- [c.415]

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]

Булатов С. Н., Расчет скорости движения и времени пребывания фаз в аппаратах с двухфазными потоками. Хим. пром., № 12, 887 (1964). [c.577]

Масштабирование массообменных аппаратов. Аппараты, в которых основным процессом является массоперенос, масштабировать очень трудно. Большие сложности вызывает сохранение гидродинамического подобия, поскольку в этом случае приходится иметь дело с двухфазным потоком. Критерии подобия движения фаз различны и при использовании одних и тех же веществ в модели и образце приводят к противоречивым условиям увеличения масштаба. Большое разнообразие массообменных аппаратов не дает возможности вывести общие правила масштабирования, поэтому мы ограничимся примером повышения масштаба абсорбционной колонны с насадкой. Движение газа в колонне обусловлено разностью давлений на входе и выходе. Критерий Рейнольдса, отнесенный к эффективному диаметру насадки dz и массовой скорости газа G, характёризует подобие движения потоков [c.456]

Вследствие этого наряду с гомогенной моделью широко используются так называемые модели раздельного движения фаз. Полагают при этом, что жидкость и газ в двухфазном потоке движутся с различными скоростями, форма поверхности раздела в какой-то мере повторяет форму стенок канала, а физические свойства фаз соответствуют свойствам газа и жидкости. Наиболее сложным и ответственным моментом является определение скоростей обеих фаз, а также доли поперечного сечения, которую занимает одна из фаз потока. [c.84]

Значение коэффициента Ф. о определяется по диаграмме, приведенной на рис. 2.10. Эта диаграмма обобщает экспериментальные данные по гидравлическому сопротивлению двухфазных потоков, массовая скорость которых равна 1360 кг/(м2-с). При этом поправочный множитель Фс=1. Если же массовая скорость двухфазного потока отличается от указанного реперного значения, множитель Фв определяется с помощью рис. 2.11 в зависимости от комплекса, учитывающего физические свойства газа и жидкости в двухфазном потоке, массовую долю газовой фазы в нем и значение массовой скорости среды в канале, в чем и заключается отличие этого метода от рассмотренных выше. [c.87]

Обычно значение занятой газом доли сечения (истинное объемное газосодержание) ф, входящей в полученные выражения, рассчитывают на основе гомогенной модели двухфазного потока, т. е. полагая, что скорости жидкости и газа равны между собой. При этом доля площади сечения потока ф, занятая газом, численно равна расходной объемной доле газа в потоке р [c.93]

Один из способов ускорения процесса массообмена — увеличение, скорости взаимодействующ,их фаз, за счет чего увеличивается турбулентность двухфазного потока, однако с увеличением скорости резко возрастает пено- и брызгоунос, устранить который очень трудно. Поэтому, например, в барботажных колоннах скарость пара, рассчитанная на полное сечение колонны, не превышает 1 — 1,5 м/с. В настоящее время ведутся усиленные работы по интенсификации процессов массообмена между жидкостью за счет приложения к системе дополнительной энергии. Был разработан и освоен в промышленности ряд аппаратов с вращаюш,имися элемектами, в которых для интенсификации цроцесса применяется центробел<ная сила, и ряд скоростных аппаратов, использующих энергию потока газа или жидкости. На рис. 123 приведена классификация ректификационных и абсорбционных аппаратов по типу контактного устройства. [c.136]

Скоростные массообменные аппараты представляют собой обычные многоступенчатые противоточные массообменные аппараты с однонаправленным движением фаз на каждой ступени контакта или с так называемыми прямоточными ступенями контакта. Работа прямоточных ступеней контакта характеризуется тем, что пары, поступающие на нее, транспортируют всю жидкость на этой ступени вверх, образуя однонаправленный двухфазный поток. Скорость пара в сечении контактного устройства или его производительность ограничивается условиями сепарации фаз после их контактирования. Поэтому реальные величины скоростей газа в скоростных аппаратах могут быть на порядок выше скоростей в аппаратах с обычными ступенями контакта. Существенным недостатком прямоточных ступеней контакта является непрерывное и довольно значительное уменьшение эффективности массопередачи при снижении скоростей газа по сравнению с предельными значениями. Кроме того, у прямоточных аппаратов с фиксированной межфаз-ной поверхностью при увеличении производительности вес растет быстрее, чем величина межфазной поверхности, в результате чего при определенных значениях геометрических размеров затраты металла и, следовательно, его стоимость на единицу производительности будут резко увеличиваться. [c.195]

В опускных пузырьковых двухфазных потоках скорость всплытия пузырей направлена навстречу скорости жидкости. Если групповая скорость всплытия пузырей меньше скорости жидкости, реализуется спутное опускное течение при их равенстве реализуется режим зависания газовой фазы. В последнем случае объемное расходное газосодержание р равно нулю, а истинное объемное газосодержание Ф может меняться в широких пределах (в наших экспериментах при атмосферном давлении получено 0<ф< 0,6). По характеру взаимного движения жидкости и газа режик< зависания газовой фазы противоположен барботажу, подробно описанному в литературе, например в [ 1 ]. В общем случае режим зависания не является режимом захлебывания при переходе от спутного движения к противоточному и должен, подобно барботажу, рассматриваться как самостоятельнь й. Он может быть организован цепенаправпенно без предварительного прямоточного или противоточного движения. Например, режим зависания реализуется в верхней части столба жидкости в вертикальном канале при питании его стекающей по стенкам пленкой или центральной струей. Высота двухфазного слоя в подобных условиях в наших экспериментах, например, достигала 15 м и более при полном отсутствии расхода газа. [c.101]

Введенная здесь функция насыщенности f (s), называемая функцией распределения потоков фаз или функцией Бакли-Леверетта, имеет простой физический смысл. Из (8.10) следует, что fis), представляющая отношение скорости фильтрации (или расхода) вытесняющей фазы (воды) и сумма(зной скорости И (или расхода Q), равна объемной доле воды в суммарном потоке двух фаз. Функция/(i), как мы убедимся в дальнейшем, играет важную роль при гидродинамических расчетах двухфазных потоков, определяет полноту вытеснения й характер распределения насщщенности по пласту. Задача повышения нефте- и газоконденсатоотдачи в значительной степени сводится к применению таких воздействий на пласт, которые в конечном счете изменяют вид/( ) в направлении увеличения полноты вытеснения. [c.231]

Как уже отмечалось выше, при каталитическом гидрооблагораживании нефтяных остатков в реакторах со стационарным слоем катализатора реализуется двухфазный поток (газ-жидкость), причем условия течения газа и жидкости различны и зависят от скоростей фаз и направления подачи газожидкостного Аотока в слой катализатора. [c.92]

Учитывая отмечшные выше гидродинамические факторы, влияющие на эффективность внешнего массопереноса в двухфазном потоке, следует также обращать внимание на сопротивление массопереносу внутри пор катализатора. Этот фактор заметно возрастает с утяжелением сырья и может быть определяющим при оценке эффективности процесса. Скорости транспорта водорода или, например, серусодержащих молекул в порах, заполненных жидкостью, могут быть сравнительно ниже, чем истинная (поверхностная) скорость реакции. Эти явления могут быть оценены яа основе принципов диффузионной кинетики, т. е. исходя нэ [c.93]

Ишии и Зубер [62] представили обобщенную корреляцию для расчета коэффициентов сопротивления твердых частиц, капель и пузырей и относительной скорости движения фаз в дисперсном двухфазном потоке. Они рассматривали увеличение эффективной вязкости дисперсной смеси в качестве основного фактора, определяющего увеличение сопротивления частиц, движущихся в стесненных условиях. Для эффективной вязкости дисперсной смеси применялось выражение [c.77]

Режимы движения фаз в колонных аппаратах чрезвычайно многообразны. Знание закономерностей поведения фаз в каждом режиме и пределов изменения гидродинамических параметров, в которых существует тот или иной режим, соверщенно необходимо при правильном определении условий проведб йя химических и тепло-массообменных процессов. Многообразие режимов движения фаз в аппаратах колонного типа обусловлено многими факторами в частности, многообразием участвующих в движении сред (твердые, жидкие и газообразные), многообразием величин и направлений скоростей фаз, различными условиями ввода и вывода фаз, возможностью возникновения различного рода неустойчивостей в двухфазном потоке, возможностью протекания процессов дробления и коагуляции частиц, а также влиянием поверхностно-активных веществ и различных примесей на поведение капель и пузырей. Однако при всем многообразии различного вида течений, встречающихся в колонных аппаратах, можно вьщелить определенный класс дисперсных потоков, которые имеют ограниченное число установившихся режимов, а поведение фаз в этих режимах определяется общими для всех систем закономерностями. Такие потоки можно назвать идеальными. Они существуют при скоростях движения фаз, сравнимых со скоростью их относительного движения. При этом частицы распределены достаточно равномерно по сечению аппарата если и существуют градиенты концентрации дисперсной фазы, то они имеют конечную величину. Это означает, что концентрация частиц в среднем меняется от точки к точке непрерывным образом. Форма частиц близка к сферической, а их размер не слишком отличается от среднего размера частиц в потоке. [c.86]

Значения Еп.с в двухфазном потоке для насадки ГИАП-2 и КРИМЗ выше, чем в однофазном потоке. Не обнаружено различия Еп.с при использова нии воды и ТХЭ в кач естве сплошной фазы. Опытные данные показали, что на продольное перемешивание дисперсной фазы практически не влияют скорости фаз, но [c.180]

Коалесценция частиц, происходящая в аппаратах колонного типа, носит наименование ортокинетической коагуляции. Этот процесс является следствием различия размеров частиц и их скоростей в полидиснерсной системе. Однако в распылительных и барботажных колоннах при высокой объемной доле дисперсной фазы, когда вероятность столкновения частиц должна быть особенно велика, имеет место особая структура двухфазного потока, при которой частицы различного объема образуют единую группу — конгломерат частиц. Эта группа движется, как единое целое [27] со скоростью, которая не зависит от размеров отдельных частиц. [c.247]

Уравнения (VII.123)—(VII.126) напоминают систему уравнений (VI 1.90) —(VI 1.94) для двухфазного потока, однако они имеют ряд особенностей, которые вскрываются нри практическом расчете реакторов с кипящим слоем. Дело в том, что кипящий слой представляет собою динамическую систему, в которой отношение высоты работающего кипящего слоя (Я) к высоте слоя в спокойном состоянии (Нц) определяется диаметром частиц катализатора ( кат) и плотностью (Ркат) и линейной скоростью потока газа и. Далее критическая скорость Мкр не является произвольной величиной, а также является функцией ат и Ркат- [c.313]

Поскольку в состоянии инверсии содержится максимальное количество дисперсной фазы в сплошной, то наблюдается наиболее равномерное взаимное распределение фаз в потоке. Это упрсщает определение количественных соотношений, характеризующих двухфазный поток. Сравнивая количественные характеристики двухфазного потока (перепад давления, скорость и удерживающую способность) в данном состоянии с их значением в точке инверсии, можно коли-честаенно описать данное состояние. [c.139]

Перечисленные факторы аддитивно входят в структуру движущей силы массопереноса между фазами и поэтому равнозначны по своему влиянию на скорость массопередачи. Кинетическое уравнение для двухфазного потока многокомпонентной системы без учета перекрестных эффектов - температурная не-раиновесность фаз при отсутствии химических превращений имеет вид [c.143]

При скоростях истечения паров в жидкость выше 40 м/с для двухфазных потоков сохраняются основные закономерности струйных течений. Истечение носит пульсирующий характер, причем образование пузырьков происходит не из отверстий, а из неисчезающего участка парожидкостной структуры, который остается над отверстием после разрушения парового потока. Для изотермических затоп- [c.81]

Уравнение (2.65) содержит три составляющие полной раяности давлений в двухфазном потоке. Первая из них связана с преодолением сил трения, вторая — с затрата ми потенциальной энергии давления на ускорение потока и третья — с преодолением сил поля земного тяготения, аналогично тому как это делается и для однофазного потока. Для однофазного потока задача упрощалась в связи с тем, что без ущерба для точности решения можно Рис. 2.7. К определению было принять постоянными по сечению гидравлического сопротив- давлениеР и плотность жидкости р . Как леиия двухфазного потока, было показано в предыдущем разделе решение задачи было связано с определением профиля скорости жидкости по сечению потока, необходимого для интегрирования уравнения по /. [c.80]

Рассмотренные выше типы местных сопротивлений относились к числу тех, для которых существуют простые теоретические модели, удовлетворительно описывающие наблюдаемые разности давления. Течение же в изгибах сложной формы, в тройниках, в. трубопроводной арматуре существенно сложнее, поэтому для оценки в них местных потерь давления обычно применяются эмпирические соотношения. Примером может служить номограмма для расчета сопротивления в коленах и тройниках, приведенная на рис. 2.15 [143]. Относительные потери давления двухфазного потока АРдвф. м/АРо. м представлены в функции относительных потерь давления двухфазного потока ДРдвф/ДЯо в прямой трубе для одних и тех же массовых скоростей и массовой доли пара. Величина ДЯдвф/ДРо для потока в прямой трубе может быть вычислена по одному из рассмотренных ранее методов [c.95]

При конденсации пара в горизонтальной трубе пленка конденсата, t)бpaзyющaя я на стенке, под действием силы тяжести движется сверху вниз со значительным скосом по направлению движения потока. В нижней части сечения трубы накапливающаяся жидкость образует ручей, перемещающийся под воздействим парового потока вдоль трубы. На пленке конденсата и на поверхности ручья образуются волны, перемещающиеся в направлении движения пара. При достаточно больших скоростях пара, особенно при неполной конденсации его в трубе, часть конденсата срывается со стенки и уносится в ядро потока в виде мельчайших капелек. Наличие двухфазного потока пара и жидкости существенно усложняет расчет теплообмена. [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология