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.

Случайная статья

3.2 Порядок маркування засобів автоматизації

Засобам автоматизації, зображеним на функціональній схемі, присвоюється індекс (номер позиції), який зберігається у всіх матеріалах проекту. Індекс присвоюється кожному комплекту апаратури....
© 2017
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру