вход Вход Регистрация



Перепад давки на единицу высоты установки в двухфазном потоке будет определяться не только сопротивлением, которое возникает при движении воздушной фазы, но также и тем нажимом, который нужно дополнительно добавить воздушному потока, чтобы компенсировать трение жидкостного потока. Таким образом, можно написать

 

(2.11)

 

Если обозначить через ( частицу сечения, занятую редкой фазой, то частица сечения, занятая воздушной фазой, составит 1 - (; скорость движения редкой фазы, выраженную через ее массовую скорость L, отнесенную полного перерезь аппарата, можно представить в виде

 

(2.12)

 

где wж - линейная скорость движения жидкости, м/с;

L - массовая затрата жидкости, кг/ч* м 2;

rже -плотность жидкости, кг/ м 3.

 

 

Соответственно скорость воздушной фазы можно выразить в виде

 

(2.13)

 

где wВ - линейная скорость движения воздуха, м/с;

G - массовая затрата воздуха, кг/ч* м 3;

rв - плотность воздуха, кг/ м 3.

 

Эквивалентный диаметр для воздушного и жидкостного потока

 

(2.14)

 

(2.15)

 

где s - удельная поверхность взаимодействия потоков, м 2/ м 3.

Если отнести перепад давки в двухфазном потоке к перепаду давки воздухом потока при прохождении через сечение, равное (1 - (), уравнение (2.11) примет вид

 

(2.16)

 

 

В данных условиях двухфазного потока число Рейнольдса для жидкостного потока может быть представлено в виде

 

(2.17)

 

и, соответственно, для воздушного потока

 

(2.18)

 

Коэффициенты сопротивления в общем виде могут быть представлены таким образом: для жидкостного потока

 

(2.19)

 

и для воздушного потока

 

(2.20)

 

Подставляя значение коэффициентов сопротивления, а также значение скоростей из уравнений (2.12) и (2.13) у уравнения (2.16), получим

 

(2.21)

 

 

В уравнении (2.21) отношение (1— e)/e характеризует относительную величину свободной площади поперечного сечения аппарата, занятой воздухом, в сравнении с площадью поперечного сечения, занятой жидкостью. Однако судьбы свободного сечения, занятые потоками (1— e) и e, по обыкновению неизвестные. Задача о перепаде давки можно решить таким образом. Если перепад давки в двухфазном потоке (DР/l) в-же отнести к перепаду давки при движении однофазного воздушного потока (DР/l)в через полный перерез аппарата при одной и той же скорости воздуха wВ и соответственно безразмерный комплекс в правой части уравнения (2.21) заменить комплексом

 

(2.22)

 

это при данных исследовательских значениях , и , и соответствующих исследовательскому значению (DР/l) в-же , можно установить зависимость

 

(2.23)

 

или, обозначая

 

. (2.24)

 

Получим

(=f(Ф). (2.25)

 

Уравнение (2.21) приводится к виду

 

(2.26)

или

(2.27)

 

При решении уравнения (2.27) необходимо иметь исследовательские дани для установления зависимости (2.25). При этом они обделываются в следующей последовательности.

Для заданного гидродинамического режима однофазного потока устанавливается показатель степени m при числе Рейнольдса из соотношения

 

. (2.28)

При молекулярном перенесении ламинарный поток m=1 при развитой турбулентности, в условиях автомодельного режима m = 0.

Для турбулентного режима в тучных трубах m=0,25, в трубах с рельефной поверхностью m = 0,2 [24]. При принятом значении m по исследовательским значениям L, G, gВ, gже, mже, mВ рассчитывается параметр

 

= . (2.29)

 

При данном исследовательском значении L/G, при той же линейной скорости воздуха (или одной и той же массовой скорости воздуха G при данном гидродинамическом режиме), которой отвечает сопротивление , по уравнению (2.27) определяется значения параметра h.

 

(2.30)

 

Приобретенного значения ( подставляется у уравнения (2.27):

 

(2.31)

 

Тогда уравнение для перепада давки в окончательном виде после подстановки значения Ф з уравнения (2.30) в (2.31) может быть представлено таким образом:

 

(2.32)

 

Из уравнения (2.32) может быть рассчитанный так называемый фактор гидродинамического состояния двухфазной системы:

 

(2.33)

 

Нужно иметь в виду, который кроме отношения L/G необходимо знать абсолютные значения массовых скоростей воздуха G или жидкости L, поскольку при одному и потому же L/G могут существовать разные гидродинамические режимы двухфазного потока. Поэтому дополнительно необходимо иметь уравнения связи между скоростью воздуха (или жидкости) и параметром Ф.

В уравнении (2.32) порядок величин L и G должен быть одним и тем же ( то есть

L/G £ 10), поскольку при больших значениях L/G существенным становится влияние на D Рв-Же гидростатичного столба жидкости.

На основе принципа соответствующих состояний гидродинамический режим двухфазной системы может быть охарактеризован отношениям w/ wинв, где w-результирующая скорость воздуха в данном гидродинамическом режиме; wинв - результирующая скорость воздуха в приведенном режиме (точка инверсии). Величина b, что входит в фактор f, является однозначной функцией w/ wинв, и потому фактор f характеризует гидродинамическое состояние двухфазной системы.

Если в процессе движения потоков действует межфазное натяжение (система жидкость - жидкость), то в фактор гидродинамического состояния двухфазной системы необходимо ввести межфазное натяжение, например, в виде отношения (2.34). Тогда формула (2.33) приводится к виду

 

. (2.34)

 

Для систем жидкость - пара и жидкости - воздух комплекс

равный 1 [13]. Фактор гидродинамического состояния двухфазной системы может быть получен также исходя из теории турбулентных двухфазных потоков.

© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру