Влияние плавучести в сильно наклоненном водно-воздушном пузырьковом сдвиговом течении в прямоугольном канале
К. Санаулла1, М. Аршад2, А. Хан1, И.Р. Чугтай2
1Университет Малайзии, Саравак, Кота Самарахан, Малайзия
skhairuddin@feng.unimas.my
2Пакистанский институт инженерных и прикладных наук, Исламабад, Пакистан
Ключевые слова: прямоугольный канал, газожидкостное пузырьковое течение, пористость, средняя сдвиговая скорость
Страницы: 481-492
Аннотация
Представлены измерения двумерных (отношение ширины канала к глубине B / D = 5) полностью турбулентных и развитых каналовых течений (отношение длины к глубине L / D = 60; основанное на D число Рейнольдса Re > 10 4) для углов наклона до 30° по отношению к вертикали при низких газосодержаниях (среднее значение по сечениям < 5 %), которые являются характерными для дисперсного режима, с использованием пузырьков, присущих для водопроводной воды (размером 4-6 мм), и пузырьков меньшего размера (2 мм), стабилизированных в ионном растворе. Измерения с помощью трубки Пито и датчика статического давления ¾ простых, но проверенных датчиков обеспечили адекватное (10 % от местного значения) определение основных характеристик профилей средней скорости и газосодержания в репрезентативном сечении в потоке, а именно, при L / D = 40. Полученные результаты можно разбить на три категории. Для вертикального течения (0°) не представляется возможным сделать вывод, захватываются ли пузырьки преимущественно внутри пристеночного слоя, как это было обнаружено в большинстве более ранних экспериментальных работ. Пузырьки размером 4 мм показали признаки удерживания газосодержания, но пузырьки размером 2 мм этого не продемонстрировали. Для почти вертикального течения (5°) имелся отчетливый профиль газосодержания, особенно для пузырьков размером 4 мм, но поперечный перенос не подавлялся в достаточной мере для того, чтобы вызвать очевидное расслоение. В этом контексте можно вспомнить сходство с предыдущими исследованиями однофазных вертикальных и почти вертикальных течений, вызванных смешанной конвекцией, которые демонстрировали, что средняя сдвиговая турбулентность подавляется плавучестью. Но в случае наклонного течения (10° и более) неизменно проявлялся отчетливо слоистый характер течения, в котором ограничение газосодержания нарастало с увеличением наклона. В настоящей статье будет рассматриваться поведение течения в условиях, когда наклон близок к вертикали. Для вычисления газосодержания и профилей средней скорости использовались модель Эйлера, смешанная модель и метод объема жидкости.
|
