Tweefasevloei in pype: wat, tipes, verskillende pype


Hierdie artikel bespreek twee fase vloei in pype. Die fases verteenwoordig die toestand van materie. In 'n tweefase-vloei bevat die vloei twee toestande van materie hoofsaaklik gas en vloeistof.

In hierdie artikel gaan ons bestudeer hoe 'n tweefase-vloei in pype plaasvind. Hitte-oordrag wat verband hou met 'n tweefase-vloei. Ons sal ook die ontwerp van pype bespreek wat tweefasevloei ondergaan. Kom ons begin ons bespreking met die definisie van tweefasevloei.

Wat is 'n tweefase vloei?

Soos die naam aandui, is 'n tweefase-vloei 'n tipe vloei waarin die inhoud wat vloei twee toestande van materie insluit, hoofsaaklik gas en vloeistof.

Die tweefasevloei kan in baie vorme voorkom, soos die oorgang van vloeie van suiwer vloeistof na suiwer gastoestande, geskeide vloeie sowel as verspreide tweefasestrome. In verspreide tweefase-vloeie is op fase teenwoordig in die vorm van borrel, deeltjies of druppels in draervorm.

tweefase vloei in pype
Beeld: Patrone in tweefase-vloei

Image krediete: Rudolf HellmuthTwee-fase vloeiCC BY-SA 4.0

Voorbeelde van Tweefasevloei

In grootskaalse kragstelsels is tweefasevloeie streng bestudeer. Hieronder is die voorbeelde of toepassings waar tweefasevloei 'n baie belangrike rol in die ontwerpproses speel.

  • ketels – Water onder druk word deur verhitte pype gevoer en hierdie water verander in stoom terwyl dit deur die ketel gaan. Die ketel verander die fase van vloeibare water. Tydens die fasetransformasie sal die pyp 'n tweefasevloei hê wat beteken dat gas- en vloeistoffases saam sal bestaan.
  • Kernreaktore – In kernreaktors word tweefasevloei gebruik om hitte uit die reaktorkern te verwyder. In die reaktorkern word die brandstof verbrand. Die brandstof wat gebruik word, is gewoonlik U-235.
  • cavitatie – In pompe, wanneer die werksdruk amper gelyk is aan die dampdruk van die vloeistof, sal enige toename in druk plaaslike kook tot gevolg hê. Hierdie verskynsel van plaaslike kook word kavitasie genoem.
  • elektrolise– Elektrolise is 'n tegniek wat gelykstroom (DC) gebruik om 'n nie-spontane reaksie uit te voer.
  • Wolke – Ons het almal al wolke in die lug gesien. Hulle is aërosol wat bestaan ​​uit 'n sigbare massa vloeistof, druppels en ander bevrore deeltjies wat in die atmosfeer gesuspendeer is.
  • Grondwatervloei – Grondwater is die water wat onder die oppervlak van die aarde vloei. Tweefasevloei word gebruik om die beweging van lug en water in die grond te bestudeer.

Eienskappe van 'n tweefase vloei

Die lys hieronder vertel ons oor die kenmerke van 'n tweefase-vloei:

  • Al die dinamiese probleme word nie-lineêr gemaak as gevolg van oppervlakspanning.
  • By standaard temperatuur en druk verskil die verskil tussen die digthede met 1000 vir lug en water.
  • Die spoed van klank verander terwyl dit deur 'n faseverandering gaan. Samedrukbare effekte kom ter sprake.
  • Die faseveranderinge is nie in ewewig nie en dit gebeur nie noodwendig nie.
  • Die vloei-geïnduseerde drukval kan verdere faseverandering in die stelsel veroorsaak.
  • Twee fase vloeie kan aanleiding gee tot intuïtiewe negatiewe weerstand tipe onstabiliteite.

Tipes tweefase vloei

Die tipes tweefasevloeie hang af van die toestand van materie van die inhoud wat aan die vloei deelneem. Die tipes tweefasevloei word in die lys hieronder gegee-

  • Vloeistof - vloeistof vloei - In vloeibare vloeistofvloei sluit die inhoud van die vloei twee verskillende soorte vloeistof in wat onmengbaar is. Die oplossing is sodanig dat een vloeistof op 'n ander vloeistof dryf as gevolg van verskil in digthede en onvermoë om bindings te maak of te breek.
  • Gas-vloeistof vloei – In gasvloeistofvloei is die gasdruppels op die oppervlak van die vloeistof teenwoordig. Hierdie druppels beweeg vinniger as die vloeistof wat lei tot 'n slakvloei.
  • Gas-vaste stof vloei– Gasvaste vloei, soos die naam aandui, het vaste deeltjies wat in 'n gas gesuspendeer is. Hierdie soliede deeltjies skep skuuraksie. Byvoorbeeld, groot grootte onsuiwerhede teenwoordig in lug is 'n voorbeeld van gas vaste stof vloei.
  • Vaste vloeistofvloei– Vaste vloeistofvloei het vaste deeltjies wat in vloeistofstroom gesuspendeer is. Die vaste deeltjies meng nie met die vloeistof nie. Hulle is onmengbaar.

Tweefasevloei in vertikale pype

Tweefasevloeie in vertikale pype verwys na interaktiewe vloei van twee afsonderlike fases in gemeenskaplike koppelvlakke. Elkeen van hulle het hul eie individuele massa en volume.

Om die vloeitempo in vertikale pyp te bereken, moet die onderstaande formule gebruik word-

waar,

H is die ontladingshoogte

Q is die vloeitempo

K is die koëffisiënt wat wissel van 0.87-0.97

D is die deursnee van die pyp

Twee fase vloei regimes in horisontale pype

Die vloeiregimes in horisontale pype kan wissel na gelang van die temperatuur en drukval binne die pyp. In die volgende afdeling sal ons die vloeiregimes en patrone wat in die horsiontale pyp vir 'n tweefasevloei gevind word, bespreek.

In twee fase vloei binne 'n horisontale pyp, die patrone wat waargeneem is, is-borrelvloei, gestratifiseerde golwende vloei, slakvloei, intermitterende vloei, gestratifiseerde vloei, propvloei, ringvormige vloei en misvloei. Ander tipes patrone kan waargeneem word, afhangende van spesiale temperatuurreekse en drukreekse.

Tweefasevloei en hitte-oordrag

Hitte-oordrag vind nie noodwendig plaas tussen twee dieselfde fase stowwe nie. Maar die hitte kan ook tussen twee verskillende toestande van materie oorgedra word.

Oor die algemeen in hitteruilers word vloeistof-vloeistofvloei gebruik om hitte oor te dra. In tweefasevloeie is die temperatuur van beide die bestanddele verskillend en ons neem die gemiddelde temperatuur en druk van die vloei in ag.

Hitte-oordrag in hitteruilers

In hitteruilers word die hitte tussen twee vloeistowwe oorgedra sodat die werksvloeistof verhit of hitte absorbeer van die vloeistof wat in die sisteem vloei.

Hitteruilers word in baie toepassings gebruik soos vuurpylenjins, koeltorings, waterbaadjies, geisers, ens. Die hoofdoel van hitteruilers is om hitte te verhit of te absorbeer van die vloeistof wat in die stelsel vloei. Soms kan dit nodig wees om die vloeistof te verhit en soms mag dit nodig wees om die vloeistof af te koel. Soms word slegs latente hitte geabsorbeer, wat beteken dat die temperatuur van die vloeistof in die sisteem dieselfde bly, maar slegs die fase-transformasie vind plaas.

Abhishek

Hi ....Ek is Abhishek Khambhata, het B. Tech in Meganiese Ingenieurswese gevolg. Deur vier jaar van my ingenieurswese het ek onbemande vliegtuie ontwerp en gevlieg. My sterkpunt is vloeimeganika en termiese ingenieurswese. My vierdejaarprojek was gebaseer op die prestasieverbetering van onbemande vliegtuie wat sonkragtegnologie gebruik. Ek wil graag met eendersdenkende mense kontak maak.

Onlangse plasings