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.