7.2 Двухфазный поток

7.2.1 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 – это скорость, 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.