Истинное газосодержание двухфазного вертикального восходящего кольцевого потока

Аннотация

М. Ю. Карпушин, А. П. Кононенко Рассмотрено определение истинного газосодержания двухфазного кольцевого потока.

Одним из главных гидродинамических параметров двухфазного потока является истинное газосодержание, во многом определяющее перепад давления, скорость смеси, структуру потока и др.

При измерении перепада давления ртутным дифманометром в вертикальной трубе с восходящим двухфазным потоком можно получить зависимость

где h, p_h и h_p – высота столба ртути в дифманометре, высота исследуемого участка трубопровода и потери напора на трение в данном участке соответственно; p_cм – плотность двухфазной смеси, p_рт – плотность ртути в дифманометре.

Найдем коэффициент сопротивления задвижки, при котором будет обеспечиваться пропускание расхода жидкости

Q₂, для этого приравнивая потери напора в параллельных трубопроводах 2 и 3, будем иметь:

Плотность смеси определяется выражением:

где fср – среднее значение истинного газосодержания на исследуемом участке трубы, f'– плотность жидкой фазы, p’’– плотность газообразной фазы.

Плотность смеси из выражения (1):

Подставляя выражение (2) в (3) и преобразовывая его, получаем:

Среднее истинное газосодержание определятся так же как отношение средней площади поперечного сечения трубы занимаемой газовой фазой на исследуемом участке ко всей площади этого сечения, т.е.

Можем записать, что

где b – средняя толщина жидкой пленки на исследуемом участке трубопровода.

Тогда :

Если известны значения объемного расхода газа или жидкости и их скорости в газожидкостном потоке, то исходя из этих значений можно найти f_ср.

Объемный расход газа равен

где v ’’ – скорость газообразной фазы. Тогда

Объемный расход жидкости равен

где v ’ – скорость жидкости в пленке. Тогда

Таким образом, истинное газосодержание двухфазного восходящего вертикального кольцевого потока можно определить посредством нахождения перепада давления на исследуемом участке трубы, скоростей и объемных расходов фаз, толщины пленки жидкости.

Список использованной литературы

1. Делайе Дж., Гио М., Ритмюллер М. Теплообмен и гидродинамика двухфазных потоков в атомной и тепловой энергетике/ Пер. с англ. Под ред. П. Л. Кириллова. М.: Энергоатомиздат, 1984. – 424 с.