Режимы двухфазных течений в трубах

Влияние угла наклона трубы

Режимы двухфазного течения вдоль вертикальной обогреваемой трубы
1 – однофазное течение
2 - перегрев
3- начало кипения
4- пузырьковое течение
5 а – снарядный (< 3МПа)
5б – эмульсионный (>3МПа)
5в – дисперсно-кольцевой
5г – кольцевой
6 –дисперсный
7 –неравновесный
8 –паровой

Балансовые соотношения для режимов течения теплоносителя в вертикальной трубе
1,2,3 – однофазное течение жидкости
Начальные условия :
, кг/с;
;
;
;
;
(1)
- балансовая (средняя) энтальпия потока
(2)
- длина экономайзерного балансового участка
( )
- балансовая длина испарительного участка
(4)
4,5 ,6– испарительные участки
7,8 – участок перегрева пара
- балансовая длина перегревательного участка
(5)
- общая длина участка нагрева
(6)
(7)
(3)
- балансовое массовое паросодержание
;
( )
( )

Силы, действующие на пузырек пара в двухфазном потоке
- напор жидкости
- сила Архимеда
;
(1)
( )
(2)
- поверхностное натяжение
(3)
- аэродинамическая сила
(4)
Условие отрыва пузыря от поверхности нагрева
(5)
Образовавшиеся пузырьки пара из перегретого выше температуры насыщения пристеночного слоя жидкости выносятся в недогретую до температуры насыщения жидкость. До процесса схлопывания вследствие конденсации пара они движутся в недогретой жидкости. Процесс является термодинамически неравновесным.
Участок 3
У стенки : , но
( холодное кипение)
,
истинное паросодержание

Изменение режимов водного теплоносителя для вертикального
двухфазного потока (р=7МПа, d=12,7 мм)
1 – пузырьковый режим
2 – нарядный
3 – эмульсионный
4 – дисперсно-кольцевой
5 –кольцевой
6 - дисперсный

Эпюра скоростей двухфазного потока
Подъемное течение
Опускное течение
Пузырьковый
режим
Кольцевой
режим
Пузырьковый
режим
Кольцевой
режим

Карта режимов двухфазного потока в горизонтальной трубе
1 – пузырьковый
2 – снарядный
3 - расслоенный (слоистый)
4 – волновой
5 – кольцевой
Виды слоистого течения
волновой
слоистый
поршневой
критерий Фруда
(отношение сил инерции и Архимеда)
(малые значения числа Фруда )
- приведенные скорости

Сопротивление при движении потока теплоносителя в трубе
Однофазный поток
Двухфазный поток
(1)
(2)
За основу расчетов и принимается гомогенная модель, затем вводятся
экспериментальные поправки, учитывающие истинные параметры.
(3)
(4)
(5)
(6)
- вертикальная труба
(6а)
(«+» - подъемное течение; «-» –опускное течение)

Сопротивление пароводяного потока в зависимости от среднего паросодержания
1 –гомогенный поток;
2 – без обогрева; 3 – с обогревом
( )
(1)
Адиабатный поток:
С обогревом потока:
(2)
Постоянное паросодержание:
Переменное паросодержание:
(3)
(4)