Caracteristicile fluxurilor bifazice - studopediya

Sistemele cu două faze sunt clasificate de starea de agregare a fazei, mărimea particulelor disperse de fază și de natura fazelor de mișcare relativă. Ca faze continue și disperse pot fi în trei stări de agregare - solid, lichid sau gazos. Diferite combinații de stări agregate ale fazelor continue și dispersate. Sistemele cu un mobil (lichid sau gazos) faza continuă poate fi împărțită în două tipuri: 1), în fază dispersată tare; 2) cu o fază dispersată mobilă (lichid sau gaz).

Sisteme de primul tip se găsesc în procesele care implică fluxuri de prăfuire (astfel de sisteme sunt numite sisteme de aerosoli sau pur și simplu spray-uri), pneumatic și Hydrotransport (în acest caz, ele sunt numite suspensie de gaz) și, de asemenea, în procesele efectuate într-un pat fluidizat. O trăsătură caracteristică a acestor fluxuri este faptul că forma și masa particulelor fazei disperse rămân aproape neschimbate, fără a considera procesul de coagulare și de strivire (măcinare) a particulelor atunci când sunt glisante între ele și față de pereți și de comunicații echipamentului.

Sisteme de al doilea tip sunt formate prin barbotarea prin stratul de lichid, fierbere, etc. O trăsătură caracteristică a unor astfel de sisteme este că, atunci când elementele în mișcare schimba forma fazei disperse și de multe ori masa.

Structura fluxului în două faze este foarte diversă. Acesta este determinat de mărimea și distribuirea elementelor fazei dispersate într-o continuă și acoperă toate stările posibile ale mișcării paralele separat între două faze având o interfață comună, și amestecuri ale acestora cu o distribuție suficient de omogenă a fazei dispersate (emulsie, fum, ceață, nămoluri, etc.) .

Faza solidă discretă, așa cum sa menționat deja, în cazul general, poate fi solid, lichid sau gazos. Cazul în care faza continuă solidă este, de obicei, se face referire la un anumit flux - gaz sau filtrare lichid într-un solid. Dacă excludem cazul solid - (. Tabelul 13.1) solid, și având în vedere că două gaz formează un sistem monofazic, toate varietate de fluxuri două faze pot fi reduse la șapte variante de combinare faze.

Tabelul 1. Tipuri de fluxuri bifazice

Descrierea legilor mișcării sistemelor cu două faze este complicată de eterogenitatea compoziției lor și diferența în vitezele de fază.

două grupuri de parametrii utilizați pentru caracterizarea fluxurilor în două faze. Prima dintre acestea sunt parametrii de consum definite de condițiile de bilanț material fără a ține cont de caracteristicile fazei mișcării relative, al doilea - adevărații parametri ai sistemului cu două faze, determinat prin luarea în considerare fazele relative ale mișcării. Cea mai importantă caracteristică a debitului este debitul masic M este egală cu suma costurilor de fază de masă

și debitul masic sau debitul masic

unde F - zona de curgere a secțiunii transversale. Index „c“ și „d“ sunt desemnate cantitățile referitoare la fazele continue și disperse, respectiv.

sunt masa consumabil sau concentrarea conținutului în masă a fazei solide dispersate sau un flux în două faze, respectiv.

Volumul Debit de aer V depinde de densitățile fazelor și rc r ef:

V = Vc + Vd = (13,3)

Fazele Volumetric definesc costurile lor viteză dată și wpr.d. wpr.s și anume articol rate enumerate la întreaga suprafață a secțiunii transversale a canalului, în care fluxul de două faze este:

Viteza amestecului de mai sus este suma vitezei fazei WPR redusă:

Viteza medie a WSM amestecului este raportul dintre volumul său curge către secțiunea transversală a canalului. Este egală cu viteza redusă a amestecului, deoarece, având în vedere relațiile (13.3) - (13.5), avem:

= + WSR wpr.s wpr.d = WPR.

Comunicarea viteza amestecului redus cu debitul specific determinat de expresia:

Densitatea amestecului r care apare în ecuația (13.6) pot fi exprimate în termeni de concentrație a densității și a masei de faze:

unde vc și Vd - volumul specific al fazelor continue și dispersate, respectiv.

Adevărat wc dvizheniyafaz viteză și wd sunt definite ca viteză astfel încât o fază ținând cont de volumul ocupat de acesta în amestecul total, adică

wc = wd = (13.8)

unde j - proporția secțiunii transversală a canalului ocupat de concentrația de fază dispersată este numeric egală cu cea mai mare parte a acestei faze într-un sistem cu două faze, și anume

Viteza relativă a fazelor WDS:

WDS = - = wd CMD - WC = (13,9)

Densitatea reală a RSM amestecului:

Studiind mișcarea bifazic fluxuri caracteristici utile sunt adevărate diferență de viteză și medie de fază (sau redusă) viteza de amestec numit vitezele de drift

Datului și viteza de drift. și anume Faza articol viteza de drift enumerate întreaga secțiune transversală a canalului:

j (wd - WPR); = Wld - WPR. (13.12)

Înlocuirea în (13,12) WC și wd folosind ecuațiile (13.8) și WPR folosind ecuația (13.5) dă

și anume Valorile date, vitezele de drift fază sunt egale în mărime și în semn opus.

Valorile Substituind de WPR (13,5) și wpr.s. wpr.d de (13,8) în ecuația (13.12) dă

sau cu (13,9)

Analiza modelelor de mișcare ale sistemelor cu două faze, bazate pe utilizarea ecuațiile de mai sus flux anterior continuitate (rechemare că în acest capitol analizează doar mișcarea unidimensional), echilibrul balanței impuls și energia aplicată întregului flux, în general, și la fiecare fază separat. În general, se deplasează caracteristicile sistemului cu două faze variază de-a lungul lungimii canalului precum și datorită tranzițiilor de fază. Prin urmare, aceste ecuații sunt aplicate în formă diferențială:

o ecuație de continuitate a fluxului

Ecuația o balanță de impuls (impuls)

o ecuație de echilibru energetic

Există w - viteza; r - densitatea; F - aria secțiunii transversale a canalului; P - udată perimetrul canalului; t0 - forfecare la (efortul de forfecare la perete) pe perete; b - unghiul de înclinare față de orizontală canal; Q - cantitatea de aport de căldură; A - lucru mecanic efectuat de mediul în mișcare; i - entalpie; x - distanța în direcția de deplasare.

Dacă ecuația (13yu15) - (13,17) sunt aplicate la sistemul cu două faze, în general, și w r - viteza medie și densitatea sistemului în această secțiune a canalului. Dacă ecuațiile sunt aplicate într-o fază separată, toate valorile se referă la această fază.

Ecuația (13.16) arată că variația presiunii de-a lungul lungimii canalului este format prin modificarea vitezei de deplasare a peretelui de frecare și de ridicare a gazului lichid sau care necesită depășirea forțelor gravitaționale ale pământului. Modificarea vitezei de deplasare în conformitate cu ecuația (13.15) se datorează modificării densității fluxului și aria secțiunii transversale a canalului. Densitatea sistemului cu două faze este o funcție a presiunii și concentrația volumică a fazei disperse j. Valoarea j este schimbată datorată fazei de transformări care au loc în timpul apropierii (sau retractarea) de energie al sistemului. Acest fapt este reflectat de ecuația (13.17). În ingineria calculele necesare în mod normal, pentru a găsi modificarea presiunii de-a lungul lungimii canalului. De la (13.17) avem:

Pentru a descrie cantitativ mișcarea structurii modelele de curgere neomogene, diverse model de mișcare având aproximativ aceeași bază experimentală.