11 / 13
внутренней поверхности стенки, которые и регистрируются датчика-
ми пульсаций давления. Таким образом, по мере развития двухфазного
течения и стабилизации его внутренней структуры интенсивность по-
перечных перемещений газовых пузырей снижается, что и приводит
к уменьшению пристеночных пульсаций давления. Следует отметить,
что и в зависимости среднеквадратических значений пристеночных
пульсаций давления от расходного объемного газосодержания наблю-
дается область неустойчивости (
0
,
1
< β <
0
,
16
), где пузырьковый
режим течения может переходить в снарядный режим. Полученные
экспериментальные данные по относительным среднеквадратическим
значениям пристеночных пульсаций давления обобщаются следующи-
ми эмпирическими соотношениями:
p
0
2 1
/
2
.
ρV
2
см
/
2 = 0
,
18
β
−
1
,
0
— в области формирования структуры потока (сечение
z
= 430
мм);
p
0
2 1
/
2
.
ρV
2
см
/
2 = 0
,
25
β
−
0
,
6
— в области развитого установившегося течения (сечение
z
= 1192
мм).
В условиях естественной циркуляции двухфазной среды вода–
воздух с отношением плотностей
ρ
ж
/ρ
в
≈
10
3
получены:
•
характерные резонансы в спектрах пульсаций давления, которые
отражают изменения в режимах течения двухфазного потока. Высокие
частоты соответствуют пузырьковому режиму течения, а низкочастот-
ные резонансы – снарядному режиму течения;
•
размеры газовых включений в широком диапазоне расходных
объемных газосодержаний. Размеры газовых пузырей составляют от
0,4 до 1,0 мм — для пузырькового режима, от 14,0 до 41,0 мм — для
снарядного режима;
•
абсолютные значения скоростей вертикального перемещения га-
зовых пузырей. Скорость вертикального перемещения увеличивается
от 0,8 до 1,3 м/с при пузырьковом режиме и от 1,5 до 2,3 м/с при
снарядном режиме;
•
среднеквадратические значения пристеночных пульсаций давле-
ния установившегося течения в широком диапазоне объемных расход-
ных газосодержаний. Среднеквадратические значения пристеночных
пульсаций давления уменьшаются от 2,2 и до 0,9 по отношению к
скоростному напору двухфазной смеси при пузырьковом режиме и от
0,8 до 0,5 при снарядном режиме.
Таким образом, существует возможность создания системы диа-
гностики гидродинамики в двухфазных потоках (в частности, в режи-
ме их естественной циркуляции) с различной реализацией структу-
ры течения (пузырьковый, переходной, снарядный режимы) на основе
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 3 27