Структура потоку – взаємне розміщення компонентів у потоці суміші, наприклад, газової, нафтової і водної фаз під час їх руху по трубі, для двофазних потоків “рідина-твердий сипкий матеріал” - епюра швидкостей, витрати твердого і концентрації гідросуміші по перерізу потоку.
Структура двофазних потоків
Структура двофазних потоків (дрібнодисперсний твердий матеріал у потоці рідини) обумовлюється складними гідродинамічними явищами зависання та перенесення твердих частинок. Перенесення частинок твердого матеріалу практично завжди здійснюється у турбулентному потоці. У процесі формування турбулентного потоку вихори, що утворюються одночасно у його ядрі і поблизу границь, кінетично та енергетично пов’язані поміж собою, але мають різні частотні та енергетичні характеристики. Кінематична структура потоку визначається швидкісним полем, яке поділяють на осереднене та пульсаційне. Миттєву швидкість ui при цьому приймають рівною сумі осередненої ūi та пульсаційної ui′ швидкостей. Епюра осередненої швидкості потоку води, а також її пульсаційних складових (поздовжньої ūi′ та вертикальної w′) симетричні відносно до геометричної осі труби. В міру віддалення від осі поздовжня (більшою мірою) та вертикальна (меншою мірою) складові збільшуються до певної межі поблизу стінки труби після чого різко зменшуються і на самій стінці дорівнюють нулю.
При попаданні у потік твердих частинок з густиною більшою від води симетрія у розподіленні осередненої швидкості та пульсаційних складових порушується. У залежності від крупності та концентрації твердих частинок у гідросуміші змінюються її в’язкість та густина по глибині потоку. У свою чергу, розподілення концентрації та крупності по глибині потоку суттєво залежить від густини та крупності самих твердих частинок, а також середньої швидкості руху потоку. Найбільш нерівномірне розподілення твердих частинок у потоці спостерігають в момент, що передує випаданню на нижню стінку, тобто відповідає швидкості, яка наближається до критичної. Накопичення найбільш крупних твердих зерен у нижній частині потоку збільшує опір руху, внаслідок чого швидкості шарів гідросуміші у придонній області труби зменшуються. Цей гальмуючий ефект розповсюджується на шари, що розташовані вище. Таким чином, нерівномірне розподілення твердих частинок у потоці гідросуміші за крупністю і концентрацією порушує симетрію осереднених швидкостей, зміщаючи максимальну швидкість вище геометричної осі труби. У порівнянні з рухом у трубі чистої води епюра розподілення осереднених швидкостей гідросуміші „витягується” у напрямку руху у своїй верхній частині, а градієнти швидкостей у нижній частині збільшуються (рис.).
Умови динамічної рівноваги потоку вимагають більш швидкого руху його верхньої частини, розташованої вище проходження максимальної швидкості, у порівнянні з нижньою частиною, яка загальмована підвищеною концентрацією твердих частинок. Із збільшенням середньої швидкості потоку розподіл в ньому твердих частинок стає більш рівномірним і епюра розподілу швидкостей наближається до симетричної.
Див. також
Джерела
- Левицький Б. Ф., Лещій Н. П. Гідравліка. Загальний курс. — Львів: Світ, 1994. — 264с.
- Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Східний видавничий дім, 2013. — Т. 3 : С — Я. — 644 с.
- Бойко В.С., Бойко Р.В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу. Тт. 1-2, 2004-2006 рр. 560 + 800 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Struktura potoku vzayemne rozmishennya komponentiv u potoci sumishi napriklad gazovoyi naftovoyi i vodnoyi faz pid chas yih ruhu po trubi dlya dvofaznih potokiv ridina tverdij sipkij material epyura shvidkostej vitrati tverdogo i koncentraciyi gidrosumishi po pererizu potoku Struktura dvofaznih potokivStruktura dvofaznih potokiv dribnodispersnij tverdij material u potoci ridini obumovlyuyetsya skladnimi gidrodinamichnimi yavishami zavisannya ta perenesennya tverdih chastinok Perenesennya chastinok tverdogo materialu praktichno zavzhdi zdijsnyuyetsya u turbulentnomu potoci U procesi formuvannya turbulentnogo potoku vihori sho utvoryuyutsya odnochasno u jogo yadri i poblizu granic kinetichno ta energetichno pov yazani pomizh soboyu ale mayut rizni chastotni ta energetichni harakteristiki Kinematichna struktura potoku viznachayetsya shvidkisnim polem yake podilyayut na oserednene ta pulsacijne Mittyevu shvidkist ui pri comu prijmayut rivnoyu sumi oserednenoyi ui ta pulsacijnoyi ui shvidkostej Epyura oserednenoyi shvidkosti potoku vodi a takozh yiyi pulsacijnih skladovih pozdovzhnoyi ui ta vertikalnoyi w simetrichni vidnosno do geometrichnoyi osi trubi V miru viddalennya vid osi pozdovzhnya bilshoyu miroyu ta vertikalna menshoyu miroyu skladovi zbilshuyutsya do pevnoyi mezhi poblizu stinki trubi pislya chogo rizko zmenshuyutsya i na samij stinci dorivnyuyut nulyu Pri popadanni u potik tverdih chastinok z gustinoyu bilshoyu vid vodi simetriya u rozpodilenni oserednenoyi shvidkosti ta pulsacijnih skladovih porushuyetsya U zalezhnosti vid krupnosti ta koncentraciyi tverdih chastinok u gidrosumishi zminyuyutsya yiyi v yazkist ta gustina po glibini potoku U svoyu chergu rozpodilennya koncentraciyi ta krupnosti po glibini potoku suttyevo zalezhit vid gustini ta krupnosti samih tverdih chastinok a takozh serednoyi shvidkosti ruhu potoku Najbilsh nerivnomirne rozpodilennya tverdih chastinok u potoci sposterigayut v moment sho pereduye vipadannyu na nizhnyu stinku tobto vidpovidaye shvidkosti yaka nablizhayetsya do kritichnoyi Nakopichennya najbilsh krupnih tverdih zeren u nizhnij chastini potoku zbilshuye opir ruhu vnaslidok chogo shvidkosti shariv gidrosumishi u pridonnij oblasti trubi zmenshuyutsya Cej galmuyuchij efekt rozpovsyudzhuyetsya na shari sho roztashovani vishe Takim chinom nerivnomirne rozpodilennya tverdih chastinok u potoci gidrosumishi za krupnistyu i koncentraciyeyu porushuye simetriyu oserednenih shvidkostej zmishayuchi maksimalnu shvidkist vishe geometrichnoyi osi trubi U porivnyanni z ruhom u trubi chistoyi vodi epyura rozpodilennya oserednenih shvidkostej gidrosumishi vityaguyetsya u napryamku ruhu u svoyij verhnij chastini a gradiyenti shvidkostej u nizhnij chastini zbilshuyutsya ris Umovi dinamichnoyi rivnovagi potoku vimagayut bilsh shvidkogo ruhu jogo verhnoyi chastini roztashovanoyi vishe prohodzhennya maksimalnoyi shvidkosti u porivnyanni z nizhnoyu chastinoyu yaka zagalmovana pidvishenoyu koncentraciyeyu tverdih chastinok Iz zbilshennyam serednoyi shvidkosti potoku rozpodil v nomu tverdih chastinok staye bilsh rivnomirnim i epyura rozpodilu shvidkostej nablizhayetsya do simetrichnoyi Div takozhPotik ridiniDzherelaLevickij B F Leshij N P Gidravlika Zagalnij kurs Lviv Svit 1994 264s ISBN 5 7773 0158 4 Mala girnicha enciklopediya u 3 t za red V S Bileckogo D Shidnij vidavnichij dim 2013 T 3 S Ya 644 s Bojko V S Bojko R V Tlumachno terminologichnij slovnik dovidnik z nafti i gazu Tt 1 2 2004 2006 rr 560 800 s