Характеристики двухфазного потока.

Характеристики двухфазного потока рассчитываются при известных ĝ и w_см,, которые определяются в основном????. Рассмотрим движение пароводяной смеси в обогреваемом????. Соотношение между массами и объемом фаз (жидкость – пар) по L непрерывно изменяется. При установившемся режиме движения двухфазная среда характеризуется постоянным массовым расходом пароводяной смеси через малое сечение. Но в сечении скорости отдельных фаз между собой не равны - отсюда трудности расчета характеристик 2-х фазного потока.

Итак, в обогревательный канал поступает масса жидкости, используя уравнение сплошности и теплового баланса, можно определить Д_см, Д_ж, Д_п и степень сухости (массовое расходное паросодержание) X.

 

Уравнение сплошности:

 

Д₀= Д_ж + Д_п = Д_см кг/с (7.10)

 

Уравнение теплого баланса:

 

Д_см (h – h') = g_e (L – L_н.з.) Вт/м (7.11)

 

Где h, h' – энтальпии пароводяной смеси на выходе из рассм. уч-не и воды в сечении начала закипания, L, L_н.з -????.

 

Из (7-11) можно записать выражение для энтальпии смеси, h:

 

h = h' + g_e (L – L_н.з.)/ Д_см Дж/кг (7.12)

Д_{см *} h' – количество тепла переносимого смесью через рассмотренное сечение. Аналогично для воды Д_{ж *} h' и пара Д_{п *} (h' + r), тогда –

 

Д_{см *} h' = Д_{ж *} h' + Д_{п *} (h' + r). - (7.13)

 

уравнение взаимосвязи между энтальпиями потока и его отдельными фазами.

Под массовым расходом непосредственно понимают –

 

Х = Дп /Дсм = Дп/Д₀ (7.14)

 

 

Если разделить левую и правую части (7.13) на Д_см = Д₀ и учесть (7.14), то

h = ((Д_ж+ Д_п)*h')/ Д₀ + (r* Д_п)/ Д_{0 =} h' + r*x → x = (h – h')/r (7.15)

 

где:

x – энтальпия потока

Дсм (Д₀), Д_ж, Д_п характеризует производительность парогенератора????

 

Wп = Vп/ƒп = Д_п/ ĝ'' _* ƒп = (w₀ * ƒ)/(V''* ĝ''* ƒп) = w₀''(ƒ/ ƒп)

 

Vп = Дп/ ĝ''

 

Дп = (W₀^'' * ƒ)/V''

 

Wж = Vж/ƒж = Дж/ ĝ'* ƒж = (W₀^' * ƒ) / (V' * ĝ'* ƒж) = (W₀^' * ƒ) / (f - f п)

 

Wж = Дх/ ĝ'

 

Дх = (W₀'*f) / V'

 

 

Для проведения гидродинамических расчетов необходимо знать также приведенные скорости пара w₀^н и воды w' и скорость циркуляции w_0.

Приведенная скорость – это отношение объемного расхода каждой фазы на одном участке канала к поперечному сечению канала ƒ

 

w₀^н = (Д_{п *} V^н)/ ƒ = V_п/ ƒ

w₀' = (Д_{ж *} V')/ ƒ = V_ж/ ƒ (7.16)

 

Скорость циркуляции – этоскорость, которую имела бы в данном сечении вода, если бы она проходила через него.

 

С Д_{ж =} Д_см

 

W₀ = (Дсм * V') / f → можно получить новые формулы для Х. (7.17)

т.е. при f_канале = const W₀ - величина неизменная.

 

Используя (7.10), из (7.16) и (7.17) следует при f = const

 

W_0* ĝ' = W'_0* ĝ' + W''_0* ĝ'' = W_см* ĝ_см = const, (7.18)

 

т.е. W₀ = W'₀ + W''₀ (ĝ'/ ĝ'')

 

Через массовые характеристики определяем объемные характеристики двухфазного потока:

 

Объемный расход: V_п = Дп/ ĝ'' и V_ж = Д_ж/ ĝ'

 

При известных поперечных сечениях, занимаемых каждой фазой, средние действительные по сечению скорости

 

W_п = V_п / f_п = W₀'' (f / f_п); W_ж = V_ж / f_ж = W₀' [ f / (f – f_п) ] (7.21)

 

W_п ≠ W_ж, при опускном движении W_п < W_ж. Разница между ними тем больше, чем больше разница плотностей. Разница между W_п и W_ж - - скорость скольжения фаз.

 

 

Истинное паросодержание, объемное расходное паросодержание, соотношение между

Важной характеристикой является доля сечения занятая паром, называемая истинным паросодержанием смеси.

φ = f_п / f используем (7.12) → φ = W₀'' / W_г (7.22)

 

при Д_см = const ↑ Wп ведет к φ ↓ и наоборот W_п ↓ ведет к φ ↑

φ определяют только экспериментально. Если нет по нему данных, то считают упрощенно W_п = W_ж,,, при этом V_см = V_ж + V_п.

 

Тогда вводится новая характеристика объемное расходное паросодержание.

 

β= Vп / Vсм

 

Объемное и массовое расходные паросодержания связаны между собой соотношением:

 

Х / (1 – Х) = (ĝ'' / ĝ') * β / (1 – β),

 

преобразовав относительно β и Х получим:

 

Β = (1 + ((1 – Х) / Х)* ĝ'' / ĝ')^-1 (7.24)

 

 

Х = (1 + ((1 – β) / β)* ĝ'' / ĝ')^-1 (7.25)

 

При Х = 0 и β = 0, при Х = 1 и β = 1; при 0 < Х < 1 Х всегда < β, при этом разница между Х и β определяется соотношением ĝ'' / ĝ'.

Обычно зависимость Β = f (Х, Р), представлена в виде графиков (рис. 7.4 с. 130)

 

7.3 Гидравлическое сопротивление при движении диффузного потока.

 

При расчете ΔРг при движении двухфазных потоков в различных каналах обычно упрощают модель потока, принимая скорость скольжения между фазами равной 0 т.е. Wn = Wж. Для такого гомогенного потока при движении в трубах или при продольном обмывании трубных пучков

 

ΔРг = ΔРг.о. [ 1 + X (ρ" / ρ ' - 1)], ΔРг.о = (ΔРтрения + ΔРƩместных сопр),Па, где ΔРг.о. - гидравлическое сопротивление при движении однофазной среды со скоростью циркуляции W0 и ρ ' при Тs Однако опытные данные по ΔРг отличаются от расчетных по. Поэтому рекомендуется вводить в поправочный коэффициент φ ⁼ f (Р, X, W0). Обычно φ приводится в справочной литературе.

W0=Ġ см/(ρ '· f), где f – поперечное сечение трубы, м² ;

Ġ см – массовый расход через трубу,кг/с;

ρ ' – плотность жидкости при Тs;

При поперечном обмывании пароводяной смесью трубных пучков

 

ΔРг.п. = ΔРг.п.о. [ 1 + X (ρ " / ρ ' - 1)], Па; (7.27)

 

где ΔРг.п.о. определяется по формуле для однофазного потока с использованием скорости циркуляции W0 и ρ ' при Ts.