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Downwards co-current annular flow

1975; Elsevier BV; Volume: 2; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0301-9322(75)90027-0

1879-3533

David R. Webb, Geoffrey F. Hewitt,

Heat Transfer and Boiling Studies

This paper summarizes a study of the characteristics of downwards annular two-phase flow. The measurements reported are of film thickness, wave velocity and frequency, local pressure fluctuations, pressure gradient and liquid entrainment. The most important new feature of the work is the use of continuous data recording with either on-line or off-line statistical analysis. Experiments were carried out with air-water flows in tubes of 3.18 and 3.82 cm bore. It is shown that the interfacial characteristics of the flow may require at least 5 m for full development at some flow rates and most measurements were carried out with an entrance region of this length. It is also shown that the pressure fluctuations, characteristic of this two-phase flow regime, are primarily due to pressure surges caused by disturbance waves in the system passing through the exit device. A new regime map is proposed, based on experimental evidence, in which several distinctive types of interfacial behaviour are noted. Cet article résume une étude des caractéristiques des écoulements diphasiques annulaires descendants. Les mesures dont il est rendu compte concernent l'épaisseur du film, la vitesse et la fréquence des ondes, les fluctuations de pression locale, le gradient de pression et l'entrainement de liquide. La particularité nouvelle la plus importante de l'étude est l'utilisation d'enregistrements en continu des mesures, avec analyse statistique en temps réel ou différé. Les essais ont été menés avec des écoulements eau-air dans des tubes de 3,18 et 3,82 cm de diamètre intérieur. On montre que les caractéristiques interfaciales de l'écoulement peuvent nécessiter au minimum 5 m pour être pleinement établies, pour certains débits. La plupart des mesures ont été effectuées avec une région d'entrée de cette longueur. On montre également que les fluctuations de pression, caractéristiques de ces régime d'écoulement diphasique, sont dues principalement aux à-coups de pression causés par le passage des ondes de perturbation au travers du dispositif de sortie. On propose une nouvelle carte des régimes d'écoulement, basée sur des constatations expérimentales, et sur laquelle plusieurs types distincts de comportement interfacial sont indiqués. Dieser Artikel fasst eine Studie der Charakteristiken der Abwaertsstroemung zweier Phasen im Ringspalt zusammen. Ueber Messungen der folgenden Parameter wird berichtet: Schichtdicke, Wellengeschwindigkeit und -frequenz, oertliche Druckschwankungen, Druckgradient und Fluessigkeitsmitreissen. Die wichtigste neue Besonderheit dieser Arbeit ist die Anwendung kontinuierlicher Datenaufzeichnung, mit mitlaufender oder getrennt durchgefuehrter statistischer Analyse. Die Versuche wurden mit Luft-Wasser-Stroemung in Rohren von 3,18 und 3,82 cm Durchmesser durchgefuehrt. Es wird gezeigt, dass die Phasengrenzschicht-Charakteristiken der Stroemung bei manchen Geschwindigkeiten mindestens 5 m bis zur vollen Entwicklung brauchen, und die meisten Messungen wurden mit dieser Einlaufslaenge gemacht. Ebenso wird gezeigt, dass die fuer diese Form der Zweiphasenstroemung charakteristischen Druckschwankungen vor allem durch Druckspruenge entstehen, die im System durch Stoerwellen beim Durchfluss durch die Austrittsvorrichtung verursacht werden, Es wird eine neue, auf Versuchsdaten beruhende Karte der Stroemungsformen vorgeschlagen, in der mehrere deutlich unterscheidbare Typen des Phasengrenzschicht-Verhaltens eingetragen sind. Nactcy;oяshchcy;aя paбotcy;a пoдBoдicy;tcy; icy;tcy;oгicy чapaкtcy;epicy;ctcy;icy;к Bocчoдяshchcy;eгo кoлsoftc дBuфaзNoгo tcy;eчeNicy;я. oпicy;caNы icy;змer cкopoctcy;icy; icy; чactcy;otcy;ы BoлNы, мectcy;Nыч кoлeбaNicy;и̌ дaBлeN& дaBлeNicy;я icy; uBлeчeNicy;я жicy;дкpctcy;icy;. Ba NoBshcy;ectcy;Boм дaNNoи̌ paбotcy;ы яBлetcy;s NeпpepыBNoи̌ зaпicy;cicy; пoкaзaNicy;и̌ s ctcy;atcy;icy;ctcy;icy;чecкicy;м aNaлicy;зoм кaк Bчoд BычoдNoи̌. Былicy; BыпoлNeNы экcпepi c Boдo—Boздushcy;Nым пotcy;oкoм B tcy;puбaч & cBetcy;u. ПoкaзaNo, чtcy;o мeжпoBepчNoctcy;Nыe чapaкtcy;epicy;& tcy;peбuюtcy; пpicy; Neкotcy;opыч cкopoctcy;яч пotcy;oкa пo кpaи̌Neи̌ мepe 5 м для cB paзBicy;tcy;icy;я, icy; бoлsoftcy;shcy;aя чactcy;softcy; зкcпep былa BыпoлNeNa пpicy; Naлicy;чicy;к Bчoдicy;o длicy;Nы. ПoкaзaNo tcy;aкжe, чtcy;o кoлeбaN& дaBлeNicy;я, чapaкtcy;epicy;ctcy;icy;кicy; peжicy;мa & oбucлoBлeNы пpeicy;мushchcy;ectcy;BeNNo uдapNымicy; BoлNaмicy; дaBлeNicy;я, BoзбuжBoзмushchcy;eNicy;и̌ B cicy;ctcy;eмe, пpoчoдяshchcy чepeз BычoдNoe uctcy;poи̌ctcy;Bo. Пpeдкaptcy;a pacпpeдeлeNicy;я peжicy;мoB, ocNoBaNNaя Na oпыtcy;Nыч дaNNыч, B кot Necкoлsoftcy;кo ocoбeNNыч tcy;icy;пoB icy;oBeд& Na пoBepчNoctcy;icy; paздeлa.