53478 PICT5521

266	14. m/rrt YWV W UKI ADACH WIKI	OJ A/.OWYC’|l
a) V'	n		G
Si u	©	'^;zrźHT "	O
0	m	g) ■—
	-		(2)
«/	o		©

Rys. |4.3. Rodzaje przepływu dwufazowego gaz-ciecz przez poziome rurociągi: przepływ a) pęcherzykowy, b) tłokowy, e) worslwowy. d) falowy, c) lypu jaskółczy ogon. O korkowy, g) filmowy, h) planowy

kowy. Zwiększenie udziału gazu w mieszaninie prowadzi do przepływu tłokowego, a następnie do wytworzenia dwóch faz ciągłych, przepływających obok siebie. Jest to przepływ laminarny (uwarstwiony), charakteryzujący się występowaniem płaskiej powierzchni strumienia cieczy. Zwiększenie prędkości faz wywołuje przepływ fałowy. Dalszy wzrost prędkości fazy gazowej powoduje zmiany kształtu strumienia cieczy. Jeat to przepływ typu jaskółczy ogon. który z kolei przechodzi w przepływ korkowy. Przy jeszcze większych prędkościach fazy gazowej występuje przepływ filmowy, w którym obie fazy są ciągle, przy czym gaz przepływa środkiem rury, a strumień cieczy tworzy wokół niego pierścień. Oranicznym przypadkiem jest przepływ planowy.

Do określenia rodzaju przepływu wykorzystuje się wykres Bakera zmodyfikowany przez Schichta (rys. 14.4).

Wielkości opisane na osiach tego wykresu zdefiniowane są następująco:

	(14.21)
2- *	(14.22)
'-afefeJT-	(14.23)

gdzie: m, i m. — masowe natężenia przepływu faz, kg/g; indeks w dotyczy wody o temp. 25°C, a indeks p powietrza o temp. 25°C i pod ciśnieniem 9,81 ■ 10* Pa.

Ważnym zagadnieniem dotyczącym przepływu wielofazowego jest obliczenie spadku ciśnienia wzdłuż drogi przepływu.

Najbardziej rozpowszechnioną metodą obliczania spadku ciśnienia przy współprądowym przepływie gazu i cieczy jest metoda Lockharta i Martinellcgo [4], Theissing, opierając się na wywodach Lockharta i Martinellcgo, opracował procedurę obliczeń, która ma znacznie szerszy zakres zastosowań i może być z po-

_Mj. UKIAO Okl-atCl

*r io° P P r p

Rys. 14.4. Wykres Balcera

wodzeniem stosowana również do przepływów trój- i więcej fazowych [5]. Przyjmuje się w niej, że opór przepływu jednofazowego wzrasta z potęgą n masowego natężenia przepływu tej fazy

(14.24)

(14.25)

Ap| = km\ dla fazy I Ap, - kńĄ dla fazy 2

Wprowadzając strumień cieczy do strumienia gazu, wywołuje się znaczny wzrost oporów wskutek zwiększonego ogólnego natężenia przepływu oraz wzajemnego oddziaływania na siebie obu strumieni na powierzchni granicznej.

W celu oszacowania wpływu zwiększenia strumienia przyjmuje się wstępnie, że obie fazy są identyczne, tzn. przepływ jest jednofazowy. Otrzymuje się wówczas równanie graniczne

Ap„ «*(m,+/»,)*    (14.26)

które jest tym bardziej adekwatne, im bardziej obie fazy są do siebie podobne (np. w pobliżu punktu krytycznego). Po podstawieniu równania (14.24) i (14.25) do (14.26) uzyskuje się zależność

Następnie wprowadza się poprawkę przez którą należy pomnożyć opór fazy pierwszej, aby otrzymać spadek ciśnienia podczas przepływu dwufazowego

Thcissing, porównując tak otrzymaną poprawkę z danymi doświadczalnymi Lockharta i Martinellcgo dla przypadku, gdy obydwie fazy nie są identyczne, stwierdził, że wykładnik potęgowy n dla przepływu jednofazowego powinien być dodatkowo skorygowany współczynnikiem t przy przepływie dwufazowym. Ponadto, analizując zjawisko ustalił, że empiryczny współczynnik uwzględniający wzajemne oddziaływanie strumieni dwóch różnych faz

(14.29)