9.1.2 Пузырьковое кипение

1. Пузырьковое течение. Отдельные пузырьки газа движутся вдоль верхней стенки трубы приблизительно с той же скоростью, что и жидкость. При больших удельных расходах жидкости пу­зырьки могут быть распределены по всему ее объему; такой ре­жим часто называют также пенистым течением.

2. Пробковое течение. Пузырьки газа с увеличением содержа­ния газа приобретают тенденцию к слиянию и образованию газо­вых пробок, которые могут заполнять большую часть поперечного сечения в случае труб малого диаметра.

3. Расслоенное течение. В этом случае имеет место полное раз­деление газа и жидкости; газ занимает постоянную часть попереч­ного сечения в верхней части трубы над гладкой поверхностью раздела газ—жидкость. Этот режим возникает при более низких скоростях жидкости, чем в случае пузырькового или пробкового течения, и чаще встречается в трубах большого диаметра.

4. Волновое течение. Увеличение содержания газа в расслоен­ном течении приводит к появлению волн с возрастающей ампли­тудой на поверхности раздела газ—жидкость вследствие увеличе­ния скорости газа.

5. Снарядное течение. Амплитуда волн течения в этом случае настолько увеличивается, что волны достигают верхней стенки трубы. Волны жидкости подхватываются быстродвижущимся га­зом и образуют пенистый «снаряд», который продвигается по тру­бе со значительно большей скоростью, чем средняя скорость жид­кости. Снарядное течение также образуется из пробкового течения, если увеличивать расход газа при постоянном расходе жидкости.

6. Кольцевое течение. В этом случае гравитационные силы ста­новятся менее важными, чем силы, действующие на поверхности раздела фаз, и жидкость в основном переносится в тонкой пленке тонкой пленкой вдоль стенок трубы. Газ движется с большой скоростью в центральной части трубы и переносит с собой часть жидкости в виде эмульсии. Этот режим также называется пленочным течением.

7. Эмульсионное течение. В этом режиме все больше и больше жидкости переносится в газообразном ядре потока за счет коль­цевой пленки до тех пор, лака почти вся жидкость не будет увлече­на газовым потоком. Этот режим также называется дисперсным течением или туманообразным течением.

9.3 Структура потока по длине магистрали при захолживании

Дисперсные режимы.

Капельный.

Форма капель:

 сфера

 сфероид

 .

Критерий Вебера характеризует распад капель в потоке (отношение инерционных и вязкостных сил):

, где  характеристика силы поверхностного натяжения.

 дробление капли на две;

 дробление на много капель.

Дисперсно-кольцевой режим течения.

R – реактивная сила. Возникает из-за поперечной разности скоростей испарения жидкости.

F_м – сила Магнуса. Возникает из-за того, что скорость пара выше скорости жидкости.

F_Т – турбулентная сила (оказывает большее влияние на большие капли).

Для такого потока критерий Вебера не работает. Устойчивость капель определяется турбулентностью потока.

Переходный режим плёночного кипения.