Характеристики двухфазного потока При установившемся

Характеристики двухфазного потока • • • При установившемся режиме движение двухфазной среды характеризуется постоянством массового расхода пароводяной смеси (Dсм) через любое сечение. Но средние по сечению скорости фаз между собой не равны! (wп<>wв) Формулы однофазных потоков применимы и для двухфазных, если их рассматривать как гомогенные, то есть без участия относительной скорости фаз. Но для расчета г/д характеристик 2 -фазного потока нужно использовать rсм и wсм в рассматриваемом сечении. Их определяют, в основном, экспериментально. Основные уравнения для определения характеристик потока: – уравнение сплошности: D 0 = Dв + Dп = Dсм , кг/с – уравнение теплового баланса: Qсм = Qв + Qп Dсмh = Dвh’ + Dп(h’+r) [1] Основные характеристики: – массовое расходное паросодержание: x = Dп/Dсм = Dп/(Dв+Dп), если [1] поделить на Dсм, то получим: – x=(h-h’)/r – относительная энтальпия 2 -фазного потока; • x<0 - в недогретой воде, • x>1 - в перегретом паре, • 0 x 1 – расходное паросодержание пароводяной смеси Массовые х-ки являются исходными для получения величин, позволяющих производить г/д расчеты

Характеристики двухфазного потока • • • Приведенные скорости воды и пара, и скорость циркуляции. Приведенные скорости – отношение объемного расхода фазы к полному поперечному сечению канала: – w"0 = Vп/f = Dп v"/f = Dп/(ρ" f) - приведенная скорость пара, – w'0 = Vв/f = Dв v'/f = Dв/(ρ' f) - приведенная скорость воды, Скорость циркуляции – это скорость, которую имела бы вода в данном сечении, если бы проходила через это сечение с массовым расходом, равным расходу пароводяной смеси: w 0 = Dсм v'/f = Dсм/(ρ' f) Если выразить массовое паросодержание через приведенные скорости, то x = w"0 ρ"/ w 0 ρ' Приведенные скорости постоянно изменяются в зависимости от х, а скорость циркуляции постоянна в любом сечении канала Уравнение сплошности: w 0 ρ' = w'0 ρ' + w"0 ρ" = wсм ρсм = const

Характеристики двухфазного потока • • • Действительные скорости двухфазного потока определяются по действительным сечениям, занимаемым фазами: fп и fв : – wп =Vп / fп =w"0 (f/fп) – действительная скорость пара, – wв =Vв / fв =w'0 (f/fв) – действительная скорость воды, Скольжение фаз: скорости пара и воды не равны между собой. При горизонтальном и подъемном движении wп > wв, при опускном - wп < wв. Разность скоростей (скорость скольжения фаз) тем больше, чем больше разность плотностей. Истинное паросодержание – доля сечения, занятая паром: φ = fп / f Истинное паросодержание определяется экспериментально. Однозначно определяет скорости фаз, смеси и плотность смеси: wп = w” 0/φ ; wв = w’ 0/(1 -φ) rсм = r’ - φ(r’ – r”) wсм = w 0 r’/(r’ - φ(r’ – r”)) При Dсм=const повышение скорости пара приводит к φ, а при уменьшении wп – φ растет. Значит, доля сечения занятая паром, в первую очередь зависит от скорости скольжения фаз.

Характеристики двухфазного потока n n n При отсутствии экспериментальных данных принимают поток как гомогенный (wп=wв). При этом можно использовать объемное паросодержание: b = Vп/Vсм Связь между объемным и массовым паросодержанием: при х=0 – β=0, при x=1 – β=1, а в области 0