Поток газ-течност - Голяма енциклопедия на нефт и газ, статия, страница 1
Поток газ-течност
Потоците газ-течност върху контактни устройства, в опаковъчния слой или в напояваните струи имат принципно различни структури; освен това структурите на газово-течните потоци са дори визуално различни за един тип потоци при различни газови и течни натоварвания. Следователно, в хидродинамиката на газово-течните потоци, основният обект на изследване е предимно хидродинамичната структура на потока. [един]
Турбулентните газово-течни потоци се характеризират с наличието на пулсиращи вихрови струи в тях, причинени от появата на пулсации под налягане и кавитационни процеси в течността на границата. Турбулентен поток газ-течност, по аналогия с еднофазен поток [1], може да бъде дефиниран като хидродинамичен ансамбъл, състоящ се от пулсиращи мехурчета и капки, както и стохастично смесване и завихряне на струи газ и течност. [2]
Структурата на газово-течен поток в тръба обикновено се разглежда като суперпозиция на по-голям брой вихри с различни размери и с различни ъглови скорости. [3]
Хидродинамичните характеристики на потоците газ-течност в устройствата за пренос на маса могат да бъдат разделени на локални и интегрални, които определят микро- и макроскопичните свойства на потока и контролират съответно кинетиката и общата ефективност на масообмена. [6]
Интегралните характеристики на потоците газ-течност са профилите на скоростта на всяка фаза в участъка на потока или функцията на разпределение на времето на престой на частиците в потока, височината на мехурчестите или разпръснати слоеве, общото хидравлично съпротивление на слоя, и накрая, крайните натоварвания, характеризиращи промяната в режимите на потока и структурата на потоците. [7]
Един от видовете двуфазен поток газ-течност, който в момента е много разпространен, но няма фундаментално аналитично или експериментално описание, е разпръснатият поток. Въпросът за максималния и средния размер на капчиците при високоскоростен възходящ поток не само няма отговор, на практика все още не е поставен. [8]
Понастоящем изследването на повечето хидродинамични характеристики на потоците газ-течност в апаратите за пренос на маса се извършва главно чрез емпирични методи, в най-добрия случай - с помощта на теорията за сходството и анализа на размерите. Сложността на теоретичното разглеждане на проблемите на хидродинамиката на двуфазни системи се обяснява с факта, че потоците газ-течност в апаратите за пренос на маса, които представляват практически интерес, най-често са турбулентни или съответстват на режими на преходен поток от ламинарен до бурен. В същото време е известно, че теорията за турбулентността, дори за еднофазни потоци, все още не е завършена. Изследването на турбулентни потоци газ-течност в апарати за пренос на маса се усложнява допълнително от факта, че в допълнение към пулсациите на скоростта на потока, тук трябва да се разгледат и пулсации на газово съдържание и налягане. Такива проблеми са разгледани достатъчно подробно в гл. [девет]