Тип публикации: диссертация
Год издания: 2019
Ключевые слова: микроканал, двухфазные течения, режимы течения, перепад давления, газосодержание, пузырьки, ГРАНИЦЫ МЕЖДУ РЕЖИМАМИ
Аннотация: Разработана новая методика измерения характеристик двухфазного потока в плоских микроканалах, основанная на анализе изображений двухфазных течений (пузырьков, капель, областей пленки на верхней и нижней стенках канала). Впервые проведены эксперименты в широких (шириной 10 - 40 мм) микроканалах высотой от 150 до 50 мкм. Предложен ноПоказать полностьювый способ определения границ режимов двухфазного течения на основе количественных критериев, полученных при помощи разработанной методики. В плоских микроканалах высотой 150 мкм и менее обнаружен капельный режим течения, когда по микроканалу движутся капли, представляющие из себя вертикальные жидкостные перемычки. Выделены три механизма формирования таких капель: вследствие разрушения горизонтальных жидкостных перемычек; отделение капли от жидкости, движущейся по боковым сторонам канала и формирование непосредственно возле сопла жидкости. Установлены критические числа WeSG, при которых капли начинают деформироваться и разрушаются. Предложена новая классификация режимов: пузырьковый (по каналу движутся пузырьки газа), инверсионный или капельный (когда в классических режимах наблюдается движение капель жидкости, представляющих из себя вертикальные жидкостные перемычки) и раздельный режим, не содержащий капель. Обнаружено, что область капельного режима течения существенно зависит от размеров канала и смачиваемости поверхности. Выявлено, что ширина мироканала оказывает существенное влияние на характеристики двухфазного течения и приводит к появлению новых режимов течения и их неустойчивости. Выявлены новые закономерности влияния ширины канала на переход к кольцевому режиму. Предложена модель для перехода от раздельного к кольцевому режиму, базирующаяся на обнаруженном факте: структурирование струй жидкости по каналу. Исследована зависимость перепада давления пленочных режимов течения от массового газосодержания. Показано, что минимальный перепад давления достигается в раздельном режиме, что важно для технических приложений.