Анализ литературных данных по исследованию гидродинамики в кожухотрубном струйно-инжекционном аппарате, страница 3

Наиболее распространённой зависимостью для определения потерь напора в каналах является формула Дарси-Вейсбаха, которую можно записать в следующем виде [2]:

,                                                              (16)

где  - условный коэффициент гидравлического сопротивления, учитывающий влияние в коллекторных и расширяющихся участках аппарата.

При получении зависимостей для определения гидравлических потерь в случае движения газожидкостных смесей в каналах круглого сечения авторы используют, как правило, две модели течения смеси – модель гомогенного и раздельного течения. Однако, согласно работам, зависимости, полученные с помощью модели гомогенного течения газожидкостных смесей в каналах, дают результаты, существенно отличающиеся от экспериментальных. Поэтому в последнее время всё большее число авторов отдают предпочтение модели раздельного течения, в основе которой заложены истинные скорости фаз, которые и определяют гидравлические потери. А модель гомогенного течения может быть применена для предварительного определения гидравлических потерь. Для эффективного использования модели раздельного течения газожидкостного потока в каналах необходимо знать величину потерь напора при движении в этом канале одной только жидкости. [2]

Наиболее полно изучено движение однофазного потока, которое описывается основными закономерностями классической гидравлики, в частности уравнениями Бернулли и сплошности потока. [17]

,                           (17)

где - удельная энергия положения;

- коэффициент кинетической энергии;

- потери на трение.

Исследованию нисходящих и восходящих двухфазных потоков в трубах посвящены работы С. С. Кутателадзе[9], В. Н. Соколова, И. В. Доманского[18], В. Б. Тишина[28] и его учеников: В. Г. Генинга[2], С. Х. Ибрагимова[6], Л. Н. Ибрагимовой[5], а также целого ряда зарубежных исследователей. [34,35]

Однако, исследования по гидродинамике газожидкостных потоков в трубах КСИА, где образование двухфазного потока осуществляется за счёт струйного диспергатора, носят ограниченный характер и представлены лишь исследованиями Тишина В. Б[28]., Прохорчика И. П. [16], Анисимова С. А. [24], Ибрагимова С. Х. [6]  и Новоселова А. Г. [15]

В частности, исследования Ибрагимова С. Х. [6]  касались изучения объёмного газосодержания и условий начала устойчивой работы аппарата, выполненного по схеме исключающей рециркуляцию газовой и жидкостной фаз внутри аппарата.

Исследования Новосёлова А. Г. [15]  были направлены на изучение структуры газожидкостного потока в опускных и подъемных трубах КСИА.

В результате проведения этими исследователями экспериментальных работ были получены выводы, которые явились основополагающими для дальнейших исследований данной работы, а именно:

1.  Установлено, что КСИА обладает несколькими режимами работы: нестационарным и стационарным (устойчивым). Причины и факторы, определяющие их возникновение, не исследовались, что в определённой мере ограничивало применение КСИА. [10]

2.  Установлено, что при устойчивой работе аппарата, наблюдается пузырьковый режим движения газожидкостной смеси. [10]

3.  Отмечалось, что при устойчивой работе КСИА при увеличении расхода жидкости через сопло при определённых диаметрах опускных, подъёмных и сливных труб наблюдается понижение уровня газожидкостной смеси в опускной трубе, т.е. часть этой трубы освобождается от газожидкостной смеси, что практически приводит к уменьшению рабочего объёма аппарата и снижению его массообменных характеристик. [10]

4.  Изучение гидродинамических режимов работы проводилось только для КСИА без рециркуляции фаз внутри аппарата, что не позволяет использовать предложенные методики расчёта этих аппаратов к другим конструктивным исполнениям КСИА. [10]