Жидкость и газ движутся вниз.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рис. 4.15. |
Номограмма для определения  .
|
, определить графически по рис. 4.15.
Величину касательных напряжений на поверхности жидкости (β) можно найти по уравнению.:
(4.162)
Жидкость и газ движутся вверх.
Данная ситуация возможна, если:
(4.163)
В этом случае перепад давления можно оценить несколькими способами:
а)Можно воспользоваться соотношением Миланского информационного центра научных исследований, согласно которого:
(4.164)
где:
V– удельный объём смеси.
б)Для турбулентного течения жидкостного кольца возможно соотношение:
(4.165)
Для ламинарного течения кольца жидкости возможно соотношение:
(4.166)
где:
(4.167)
в)Можно воспользоваться соотношением:
(4.168)
где:
- коэффициент, определяемый по рис. 4.16.
В– параметр, учитывающий крутизну профиля касательных напряжений.
Если:
то:
В=0,684
Если:
то:
(4.169)
Если:
то:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 (Блазиус)
|
| Рис. 4.16. |
Зависимость коэффициента от 
|
|
|
|
г)Наконец:
(4.170)
Дисперсный режим
Основное отличие от пузырькового режима состоит в том, что у пузырькового течения основная часть сил инерции приходится на непрерывную (жидкую) фазу, поэтому, пузырьки следуют за двигающейся жидкостью почти совпадая по скорости с ней; а у дисперсного течения основная часть сил инерции приходится на дискретную (жидкую) фазу, поэтому, отличий в движении фаз намного больше (рис. 4.17).
|
|
| Структура дисперсного режима течения |
| Рис. 4.17. |
Различают следующие основные способы получения дисперсного режима:
Прокапывание жидкости через отверстия в движущийся газ.
В этом случае, радиус образующихся капель 
можно оценить соотношением:
(4.171)
где:
R0 – радиус отверстия
Конденсация паров в движущемся газе.
В этом случае, радиус образующихся капель можно оценить соотношением:
(4.172)
Дробление газом струи жидкости.
В этом случае, радиус образующихся капель можно оценить соотношением:
(4.173)
Распыление жидкости.
Сначала размер капель определяется конструкцией распыливающего устройства; затем, поведение капли определяется критерием Вебера (We), который, в данном случае, рассчитывается по формуле:
|
|
|
(4.174)
Так вот, если:
то образовавшиеся капли устойчивы и их радиус можно вычислить из соотношения:
(4.175)
Если:
то капли начинают самопроизвольно дробиться.
Их новый диаметр 
можно оценить соотношением:
(4.176)
где:
(4.177)
где:
- начальная скорость газа;
- начальная скорость жидкости.
Причём, формулы (4.176 и 4.177) находятся вне системы СИ.
Соответствующие значения величин необходимо подставлять в следующих единицах:
- в г/см3;
– в мк;
–в дин/см;
- в дин . с/см2
Если:
то диаметр капель можно определить из соотношения:
(4.178)
где:
индекс «0» относится к начальным условиям;
СD - некий коэффициент сопротивления, подбираемый опытным путём.
Унос.
При малых скоростях газа его действие на плёнку жидкости незначительно.
С ростом относительной скорости газа в плёнке возникают возмущения, причём, в горизонтальных или наклонных трубах сила тяжести действует как восстанавливающая сила, затягивающая начало заметной волновой активности.
Первые волны представляют собой небольшую рябь, бегущую в направлении движения пленки.
|
|
|
С увеличением скорости газа растет амплитуда этой ряби и вскоре появляются трёхмерные возмущения. Поверхность раздела фаз приобретает «насеченную» в поперечном направлении структуру.
При скоростях газа, примерно ещё в два раза больше, чем для возникновения выше описанных возмущений, появляются первые скатывающиеся волны, которые имеют значительно большую амплитуду и скорость, чем предыдущие и как бы перекатываются через более равномерные волны малой амплитуды. Их фронт крутой, а между гребнями – протяженная область сравнительно спокойной жидкости.
При ещё большей скорости газа силы сопротивления, действующие на верхушки гребней, становятся достаточными для того, чтобы сорвать с них капли жидкости, которые уносятся в газовый поток.
Началу уноса обычно предшествует появление «белых барашков», бегущих по поверхности пленки.
Дальнейшее увеличение расхода газа приводит к росту уноса и уменьшению толщины пленки, вследствие потери массы.
Расход жидкости оказывает слабое влияние на переход от кольцевого к дисперсному режиму.
Критическая скорость газа (начало уноса) слабо зависит от размеров трубопровода, его ориентации и расхода жидкости.
|
|
|
Начало уноса определяется критерием Стина 
:
(4.179)
Как только критерий Стина превысит 2,46 . 10-4начинается унос.
Разумеется, что все диаметры, рассмотренные выше, средние.
На самом деле, капли имеют некое распределение по диаметрам, которое лучше всего описывается функцией Нукиямы – Танасавы:
(4.180)
Обычно «m» и «n» - целые числа, которым иногда можно придать физический смысл.
«А» и «b» - нормирующие множители.
Обычно:
m = 2
n = 1
(4.181)
(4.182)
(4.183)
где:
d0– это средний диаметр, рассчитанный по вышеприведённым формулам.
Все капли стремятся самопроизвольно осесть.
Если:
то капли подчиняются уравнению Адамара – Рыбчинского и их максимальная скорость оседания определяется по формуле:
(4.184)
Если:
то:
(4.185)
Если капли не круглые, то:
(4.186)
Данный режим тоже может захлебываться.
Это происходит, когда характеристическая скорость 
достигнет величины:
(4.187)
где:
(4.188)
Расчет потерь давления при данном режиме течения аналогичен определению потерь давления при движении смеси газа или жидкости с твёрдыми частицами и будет рассмотрен ниже.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 492; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!