Изучение гидродинамических процессов, происходящих в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате без рециркуляции фаз, страница 4


Изменение характера зависимостей i=f(Qж) при переходе от малых расходов жидкости Qж к более высоким связано с изменением гидродинамической обстановки в опускных, подъёмных и сливных трубах, а также камерах в которых установлены сопла.

Данные, представленные на рис. 18 отражают общую ситуацию связанную с изменением давления P2 во второй камере от расхода жидкости через вспомогательное сопло.

Как видно из рис. 18 с увеличением расхода жидкости давление в камере возрастает.

Воспользовавшись той же обработкой экспериментальных данных, что и Ohakava, были получены следующие зависимости Qг=f((D12∙υ3)0,256∙( D1/ D2)0,42∙( H/ D2)-0,32) представленные на рисунке 19.

Обработка опытных данных для всех вариантов сопел позволила получить следующую эмпирическую зависимость для расчёта расхода газа подаваемого в КСИА.

Qг=4,3∙10-3(D12∙υ3)0,256∙( D1/ D2)0,42∙( H/ D2)-0,32                                ()

Полученное уравнение позволяет оценить унос газа струёй, вытекающей из сопла без непосредственных измерений Qг .

На рис. 20 представлен график зависимости расхода газа, построенный по расчётной формуле()

Максимальное расхождение, как видно из рис. 20, опытных и расчётных данных составило ±21%, что позволяет судить об удовлетворительном соответствии представленной модели механизма уноса газа реально происходящим процессам в КСИА без рециркуляции фаз.


Рис. 20 Корреляционный график расхода газа Qг по экспериментальным и расчётным данным без рециркуляции фаз.


6.3. Результаты исследований изменения коэффициента сопротивления циркуляционного контура.

Данные исследования были выполнены с целью проверки влияния давлений P1 и P2 на гидродинамическую обстановку в трубах КСИА и использования полученных данных для проверки уравнения циркуляционного контура аппарата без рециркуляции фаз. Разность давлений является одной из движущих сил газожидкостной смеси в аппарате.

Исследования проводились на установке представленной, на рис. 12 на системе воздух-вода. Во время эксперимента применялись сменные сопла диаметром 5; 6; 7.5; 9 и 10 мм.

После установки сопла в верхней камере, в аппарат подавали насосом 3 воду, расход постепенно изменяли вентилем 21 от минимального до максимально возможного для данной установки, величину расхода измеряли ротаметром 4. Давления P1 и P2 фиксировали дифференциальными жидкостными манометрами 8 и 9 с каждым новым расходом жидкости. Расход газа в камерах измерялся счётчиками газа 6 и 7. С помощью экспериментальных данных по формуле (29) рассчитывался коэффициент сопротивления контура.

Обработка экспериментальных данных проводилась с помощью числа Рейнольдса Re. Зависимости данного параметра от коэффициента сопротивления циркуляционного контура представлены на рисунках 14,15 и 16.

Как видно из рисунков 14, 15 и 16 с увеличением числа Рейнольдса Re коэффициент сопротивления падает достаточно интенсивно. Кроме того, чем больше диаметр сопла, тем меньше сопротивление в опускной и подъёмной трубах.


Рис. 14 Зависимость коэффициента сопротивления циркуляционного контура от числа Рейнольдса.

Рис. 15 Зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса.

Рис. 16 Зависимость коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса для всех сопел.


В результате проведённых экспериментов была получена эмпирическая зависимость для расчёта коэффициента сопротивления контура.