Оглавление

Введение 2

1.Исходные данные 3

2.Режимы течения двухфазных потоков 4

Рис.1 Режимы течения двухфазных потоков 4

3. Характеристики двухфазного потока 7

Определение характеристик 8

Сводная таблица расчётов характеристик ДФП 11

4.Определение φ 12

Пример расчета φ нормативным методом 13

Расчет φ с помощью коэффициента скольжения 14

Сводная таблица расчётов φ тремя методами 15

Графики зависимости φ и β от x 17

5.Расчет коэффициента теплоотдачи и температуры стенки для всей трубы 18

Введение

    Фазой называют одно из состояний вещества, которое может быть газообразным, жидким или твердым. Многофазное течение – это совместное течение нескольких фаз. Двухфазный поток представляет собой частный случай многофазного течения, включающий в себя два разнородных компонента, в нашем случае пароводяная смесь.

Для характеристики двухфазных потоков  используются две группы параметров. К первой из них относятся расходные параметры, определяемые условиями материального баланса без учета особенностей относительного движения фаз, ко второй — истинные параметры двухфазной системы, определяемые с учетом относительного движения фаз.

Расходные параметры составляются на основании уравнений материального и теплового балансов, истинные параметры дополнительно учитывают термодинамически неравновесные состояния паровой или жидкой фаз и различия их средних скоростей.

1. Исходные данные

1. Давление в трубе

2. Массовая скорость потока

3. Диаметр трубы

4. Температура недогрева

5. Тепловой напор

6. Длина трубы

7. Диаметр

2. Режимы течения двухфазных потоков

Рис.1 Режимы течения двухфазных потоков

Пузырьковое движение характеризуется наличием в потоке воды отдельных пузырьков пара небольших размеров (порядка 1 мм). Размер пузырьков, форма и распределение зависят от величины расхода, локальной энтальпии, плотности теплового потока и давления.

Снарядный режим течения будет устанавливаться по мере увеличения числа пузырьков и роста массы пара. Пузырьки будут объединяться и образовывать большие соединения, перемещающиеся в центре трубы, в виде снаряда. Они будут отделяться от стенки трубы тонкими слоями воды и водяными перемычками (пробками между собой). Также может наблюдаться картина хаотической смеси из больших несимметричных и маленьких пузырей пара. Снарядный режим кипения находится между пузырьковым и стержневым режимами. Он возможен при давлении меньше 3 МПа. При возрастании скорости потока наблюдается движение большого количества мелких пузырей пара в несущем потоке жидкости, такой режим течения называется эмульсионным.

Стержневой режим течения появляется по мере дальнейшего увеличения паросодержания: происходит объединение снарядов и образование общего парового ядра с взвешенными в нём каплями жидкости. На стенках при этом движется слой жидкости, толщина которого определяется динамическим равновесием между интенсивностью срыва жидкости потоком пара и интенсивностью выпадения жидкости на стенку из потока пара. Такой режим называется диспресно-кольцевым. Он соответствует обширной области паросодержаний. Взаимодействие парового потока с пристенной плёнкой порождает волны, катящиеся в направлении движения, ориентированные перпендикулярно оси потока. Наличие волн сильно увеличивает гидравлическое сопротивление потока. По мере дальнейшего повышения паросодержания жидкая пристенная плёнка утоняется, и гидравлическое сопротивление потока резко снижается. 

Эмульсионный (дисперсный) режим течения наблюдается при ещё большем паросодержании и увеличении скорости потока, который может сорвать микроплёнку омывающую стенки трубы. По сечению трубы движется паровой поток, который несёт в себе некоторое количество тонкодиспергированной влаги, которая медленно испаряется до появления однофазного потока.

В данной работе режим определяется графически с помощью карты Тайтеля и Даклера, приведенной на Рис.2.

Рис 2. Карта режимов течения пароводяных потоков в вертикальных трубах при давлении 6,9 МПа. 1-Пузырьковый режим; 2- Пузырьково-снарядный; 3- Снарядный; 4- Пенный; 5-Кольцевой; 6- Дисперсно-кольцевой.