垂直管段塞流

垂直管段塞流

在垂直管中,當泡流混合物繼續向上流動時,壓力逐漸降低,氣體不斷膨脹,含氣率增加,小氣泡相互碰撞聚合而形成大氣泡,其直徑接近於管徑。當氣泡占據了大部分管子截面,形成一段液一段氣的流動結構時,稱這種流態為段塞流。

垂直管段塞流成因

當混合物繼續向上流動,壓力逐漸降低,氣體不斷膨脹,含氣率增加。小氣泡相互碰撞聚合而形成大氣泡,其直徑接近於管徑。氣泡占據了大部分管子截面,形成一段液一段氣的結構。氣體段塞形狀像炮彈,其中也攜帶有液體微粒。在兩個氣段之間,是夾雜小氣泡向上流動的液體段塞,這種彈狀氣泡舉升液體的作用很像破漏的活塞向上推進。在段塞向上運動的同時,彈狀氣泡與管壁之問的液體層也存在相對流動。雖然如此,在這種流型下,液、氣兩相間的相對運動較泡狀流小,滑脫也小。段塞流是兩相流中舉升效率最高的流型。段塞流中的大氣泡頭部一般呈尖圓形,尾部是平坦的,整個氣泡形狀像一顆子彈。段塞流是間歇的、不穩定的。

垂直管段塞流對氣液兩相的影響

在這個流動方式中汽相更加明顯,雖然液相還是連續的,但很多小氣泡聚集並形成穩定的接近管徑的、大小和形狀基本相同的氣泡。這些氣泡被液柱塞分開。氣泡的速度大於液體的速度,監可以計算出液柱塞的速度。氣泡周圍有一層液膜,液體速度是不恆定的—而液體柱塞總是向上運動(朝著主流方向),液膜中的液體可能向上運動(但流速低),也可能朝下運動。這些變化的液體速度,不僅導致管壁摩阻損失的改變,而且也導致液體滯留的變化,而這又會影響流動密度。流速較高時,液體可能夾帶在氣泡中。氣相和液相兩者對壓力梯度都有很大的影響。

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