//Механика жидкости и газа. III Международная научно-техническая студенческая конференция. 7-9 декабря 2004 года в городе Донецке.

УДК 622.691

СТРУКТУРА ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ ЭРЛИФТА

Быченко Б.А., студент, Кононенко А.П., к.т.н., доц. (ДонНТУ)

Приведен анализ зависимостей, определяющих структуру и границы режимов двухфазного потока в вертикальной трубе эрлифта.

Течения водо-воздушных смесей в вертикальных трубах имеют весьма различный характер в зависимости от расходов, физических свойств и т.д.
Существует гомогенная модель и модель раздельного течения компонентов двухфазной смеси. При гомогенной модели допускается, что скорости обоих компонентов смеси одинаковы и смесь рассматривается как однородная жидкость. Однако такой подход не позволяет исследовать многие явления, характерные для двухфазных потоков: относительное движение компонентов, общего перепада давления, коэффициента сопротивления, величины пульсации потока. Эти параметры во многом зависят от формы (структуры) течения двухфазной смеси.
Исследование этих явлений должно вестись с помощью гидродинамического аппарата, более близко отражающего характерные свойства двухфазных потоков.
Достаточно надежных количественных критериев границ структуры потоков до настоящего времени нет. Из известных достаточно часто применяются критерии, приведенные в [1]. Согласно [1] параметрами, определяющими границы существования форм течения водо-воздушной смеси являются, объемное расходное газосодержание смеси и скорость смеси или критерий Фруда.
При движении водо-воздушной смеси в вертикальной трубе предложено выделять шесть форм течения потока: пузырьковая, пробковая, пробково-диспергированная, эмульсионная, пленочно-эмульсионная, капельная.
Для более рациональной классификации форм течения водо-воздушной смеси в вертикальной трубе эрлифта целесообразно построить карту областей режимов течения в координатах: длина вертикальной трубы эрлифта(H+h)- по оси ординат и расход воздуха(Qв) - по оси абсцисс, при заданной глубине погружения смесителя h.
Из критериальных зависимостей границ режимов течения [1] получены выражения, более наглядно представляющие структуры двухфазного потока в эрлифте:

-для границы между пузырьковой и пробковой формой

- для границы между пробковой и пробково-диспергированной формой
;
- для границы между пробково-диспергированной и эмульсионной формой
;
- для границы между эмульсионной и пленочно-эмульсионной формой
;
- для границы между пленочно-эмульсионной и капельной формой
.
Данные зависимости целесообразно использовать для установления зон существования определенных форм течения и границ перехода одних в другие по длине подъемной трубы эрлифта.

Список источников.
1. Козлов Б.К. Режимы и формы движения воздуховодяной смеси в вертикальной трубе. Журн. техн. физики, т.XXIV, вып.12, 1954.- с.11- 20.