10 / 13
Рис. 7.
Зависимость отношения
скоростей продольного движения
пузырей воздуха к соответствующим
приведенным скоростям воды от рас-
ходного объемного газосодержания
Рис. 8. Зависимость среднеквадрати-
ческих нормированных на динамиче-
ский напор двухфазного потока при-
стеночных пульсаций давления от объ-
емного расходного газосодержания:
1
— сечение
z
= 430
мм от устройства по-
дачи воздуха;
2
— сечение
z
= 1192
мм
газосодержаний (
β <
0
,
1
), когда отдельные газовые пузыри движут-
ся по существу в нестесненных условиях, скорости их вертикального
движения достаточно высоки и превышают в 1,5–2,5 раза уровни при-
веденной скорости воды.
С ростом расходного объемного газосодержания скорости движе-
ния газовых включений (пузырей) падают и при
β >
0
,
1
становятся
близки значениям приведенной скорости воды в канале. Эксперимен-
тальные данные по скоростям вертикального перемещения газовых
пузырей обобщаются эмпирической зависимостью
V
п
/V
в
пр
= 1
,
4
β
−
0
,
13
.
В целом, двухфазные потоки различаются сложной пространствен-
ной структурой, проявляющейся в распределениях паро- (газо-) содер-
жания по сечению и длине каналов, объединении паровых или газовых
пузырей с образованием более крупных структур, пространственных
осцилляциях пузырей, скачкообразном изменении режимов течения, и
многими другими особенностями [8]. В двухфазных потоках наблю-
даются существенно более высокие по сравнению с турбулентными
течениями однофазной жидкости пульсации давления [9]. Пульсации
давления формируют действующие на обтекаемые поверхности гидро-
динамические нагрузки, которые, в свою очередь, вызывают вибра-
ции соответствующих элементов конструкций. На рис. 8 приведены
результаты обобщения среднеквадратических значений пульсаций да-
вления, нормированных на динамический напор двухфазного потока.
На начальном участке истекающей в объем воды газовой струи
после заполнения всего сечения канала газовыми пузырями интенсив-
ность их поперечного перемещения заметно выше (см. рис. 8) по срав-
нению с областью стабилизированного течения. Естественно, попереч-
ные перемещения газовых пузырей формируют импульсы давления на
26 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 3