Изучение гидродинамических процессов, происходящих в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате без рециркуляции фаз, страница 2

При расширении объема газожидкостной смеси до нижнего конца опускной трубы (рис.13б), при этом перетока основной газовой фазы, образующей смесь, не происходит, в результате активной коалесценции пузырей, начинают образовываться крупные газовые "снаряды", которые двигаются вверх, навстречу движения жидкости. В результате этого наблюдаются периодические колебания уровня жидкости в камере , т.е. уровень жидкости h₁ в ней начинает подниматься до момента выхода "снаряда" в камеру .Частота образования этих снарядов и приводит к появлению пульсаций давления в камере , Р₁, и , как следствие, подаче воздуха в аппарат, т.е. уровень жидкости в камере  часто достигает среза сопла, и оно погружается под слой жидкости. Выход "снаряда" на поверхность приводит к резкому снижению сопротивления газовой фазы встречному потоку, вследствие чего уровень жидкости h₁ резко понижается и вновь начинается нарастающее образование газожидкостной смеси в трубе.

Дальнейшее увеличение скорости струи приводит к тому, что образующиеся "снаряды" не обладают достаточной энергией для подъема и поток жидкости выталкивает их в подъемную трубу с отдельными малыми пузырьками (рис.13в). Появление газовой фазы в подъемной трубе приводит к возникновению в ней эрлифтного эффекта, что снижает противодавление со стороны столба жидкости действующего на нисходящий поток.

В результате эрлифтного эффекта уровень газожидкостной смеси в опускной трубе резко понижается. Однако, считать это началом устойчивой работы нельзя, т.к. образование и переток крупных "снарядов" из опускной трубы в подъемную вызывает, как и в предыдущем случае, резкое колебание уровня газожидкостной смеси в опускной трубе, связанное с периодическим прохождением снарядов в подъемной трубе. Периодический прорыв газовых "снарядов" приводит к резкому уменьшению газосодержания в опускной трубе и, и как следствие, к резкому снижению уровня газожидкостной смеси в ней. Частота колебаний уровня h₁ зависит от частоты образования газовых "снарядов". После прорыва "снаряда" на поверхность жидкости, вновь происходит постепенное заполнение жидкости в опускной трубе пузырьками, их коалесценция в нижней части опускной трубы, образование снаряда и его прорыв вверх в камеру . Выброс газовой фазы в камеру  в свою очередь приводит к появлению давления Р₁ и прекращению поступления в нее газовой фазы.

При дальнейшем увеличении скорости истечения жидкости, образования крупных "снарядов" в опускной трубе не происходит, что связано с высокой турбулентностью жидкости, компенсирующей эффект коалесценции. Унос газа в аппарат становится регулярным и с этого момента считается, что аппарат работает в устойчивом режиме (рис.13г )

В сливной трубе во всем диапазоне скоростей истечения жидкости через сопло наблюдался пленочный режим течения, однако, с увеличением V₀ толщина пленки возрастает и наблюдается частичный отрыв жидкости от пленки в виде отдельных капель.

Повышение уровня газожидкостной смеси в камере  наблюдалось и в экспериментах Ohkawa [36]. Однако, этот эффект не был объяснен. по неясным причинам. Опускная труба в его установке была выполнена из прозрачного материала, а прорыва газовой фазы в жидкость окружающую трубу не происходило.