W tym artykule omówiono przepływ ślimaków w rurze. Przepływ ślimakowy jest wzorcem przepływu dwufazowego, a dokładniej przepływu ciecz-gaz. W tym schemacie lżejszy płyn porusza się szybciej w sposób ciągły, który zawiera również pęcherzyki gazu.
Przepływ opadowy może powodować oscylacje ciśnienia wewnątrz przepływu rury. Zwykle cięższy płyn jest określany jako ślimak, który porusza się wolniej. Ale bąbelki lżejszego, szybko poruszającego się płynu możemy również nazwać ślimakiem. W tym artykule szczegółowo omówimy przepływ ślimaków.
Co to jest przepływ ślimaków?
Przepływ ślimakowy to wzór wykonany w przepływie dwufazowym, w którym lżejszy płyn porusza się szybciej, przesuwając się wzdłuż rozproszonego pęcherzyka gazu.
Termin ślimak odnosi się do cięższego płynu, który porusza się powoli. Ale możemy używać tego terminu dla lżejszych płynów, które również szybko się poruszają. Przepływ ślimakowy odbywa się w przepływie dwufazowym, w szczególności w przepływie ciecz-gaz. Oscylacje ciśnienia w rurze są spowodowane tym przepływem ślimakowym. Przyjrzyjmy się bliżej temu przepływowi w dalszej części tego artykułu.
Kredytów obrazka: Michał FYP, Przepływ ślimakowy, CC BY-SA 4.0
Co to jest obciążenie ślimakowe w rurociągach?
Obciążenie ślimakowe w rurociągu odnosi się do obciążenia przyłożonego przez przepływ ślimakowy wewnątrz rury. Przepływ korków charakteryzuje się przerywaną sekwencją ciekłych korków, po których następują dłuższe pęcherzyki gazu przepływające przez rurę.
Jak omówiono w powyższej sekcji, ślimak zwykle odnosi się do ciężkiej cieczy, która płynie bardzo wolno. Ale tutaj możemy odnieść się do lżejszego płynu, który ma szybki ruch. W rurze mogą wystąpić wahania ciśnienia spowodowane przepływem ślimakowym.
Przepływ ślimakowy w rurociągu poziomym
Gdy przepływ płynu ma miejsce w rurociągu poziomym, powstały przepływ korka można określić jako przepływ korka w rurociągu poziomym.
Aby obliczyć obciążenie przyłożone przez przepływ ślimaka w rurociągu poziomym, musimy zrozumieć, że zależy to od kilku czynników. Czynnikami tymi są: średnica rury, pole przekroju rury, siła wypadkowa, kąt zgięcia (w przypadku rury poziomej kąt wynosi zero) oraz długość rury. W następnym podrozdziale omówimy wzór na obliczanie obciążeń od ślimaków.
Wzór obciążenia ślimaka w rurociągu poziomym
Omówiliśmy przepływ urobku w rurociągu poziomym oraz czynniki, od których zależy obciążenie. W poniższym podrozdziale omówimy wzór potrzebny do znalezienia obciążenia od udaru w kierunku poziomym.
Wzór na obciążenie udarowe w rurociągu poziomym podano poniżej:
Gdzie,
D to średnica rury
A to powierzchnia przekroju rury
L to długość rury
Theta to kąt zgięcia
F jest siłą wypadkową
Przepływ ślimakowy w rurach pionowych
Gdy rura, w której ma miejsce przepływ korka, jest pionowa, wynikowy przepływ nazywa się przepływem korka w rurach pionowych.
Obciążenie ślimakowe w rurach pionowych zależy od różnych czynników. Czynnikami tymi są średnica rury, pole przekroju rury, długość rury, kąt zgięcia (w przypadku rury pionowej kąt wynosi dziewięćdziesiąt stopni), siła wypadkowa. W następnym podrozdziale omówimy wzór na obliczanie obciążeń udarowych w rurze pionowej.
Wzór na obciążenie ślimakowe dla rury pionowej
Czynniki, od których zależy obciążenie ślimakami, omówiono w powyższej sekcji. Teraz omówimy wzór używany do obliczania obciążenia odpadem.
Wzór na obciążenie udarowe w rurze pionowej omówiono w poniższym rozdziale:
Gdzie,
D to średnica rury
A to przekrój rury
L to długość rury
Theta to kąt zgięcia
Przepływ ślimakowy w rurach nachylonych
Kiedy rura, przez którą ma miejsce przepływ korka, wynikowy przepływ jest określany jako przepływ korka w rurach nachylonych. Zobaczymy czynniki, od których zależy obciążenie odpadowe w nachylonej rurze.
Obciążenie przed ślimakami zależy od tych samych czynników, co w przypadku rur pionowych i poziomych. Czynnikami tymi są średnica rury, pole przekroju rury, długość rury oraz kąt nachylenia lub zagięcia. W następnym rozdziale omówimy wzór używany do obliczania obciążenia od udaru w rurze nachylonej.
Wzór na obciążenie ślimakowe dla rury nachylonej
Formuła obciążenia ślimakami zależy od niektórych czynników, które zostały już omówione w powyższej sekcji. W tej sekcji użyjemy tych współczynników i opracujemy wzór do obliczenia obciążenia odpadowego w nachylonej rurze.
Formuła obciążenia ślimakiem jest podana w sekcji podanej poniżej:
Gdzie,
D to średnica rury
A to przekrój rury
L to długość rury
Theta to kąt zgięcia
Jak uniknąć przepływu ślimaków w rurach?
Przepływ ślimakowy może powodować wahania ciśnienia wewnątrz rury. Chociaż przepływ ślimaków można uniknąć, podejmując pewne środki. Środki te omówiono w następnej sekcji.
Następujące metody mogą być stosowane w celu uniknięcia przepływu korków w rurociągach:
- Zastosowanie niskopunktowego odpływu ścieków lub obejścia
- Zmniejszenie rozmiarów linii do minimalnego punktu dozwolonego przez Spadek ciśnienia
- Utrzymanie ułożenia przepływu rur w taki sposób, aby zabezpieczało przed przepływem rur.
Przepływ tłokowy a przepływ ślimakowy
Różnica między nimi nie jest tak duża, że potrzebujemy do tego tabeli zróżnicowania. Oba przepływy są w rzeczywistości bardzo podobne i mają podobne znaczenia.
Jedyna różnica między przepływem tłokowym a przepływem korkowym polega na tym, że w przepływie tłokowym pęcherzyki poruszają się wolniej niż w przepływie korkowym. Ponadto wielkość pęcherzyków jest mniejsza w przepływie tłokowym w porównaniu z wielkością pęcherzyków w przepływie ślimakowym.
Przykłady przepływu ślimakowego
Poniższa lista pokazuje różne miejsca, w których używany jest przepływ ślimaków.
- Do produkcji węglowodorów w studniach i ich transportu rurociągami.
- W elektrowniach geotermalnych do produkcji pary i wody.
- Wrzenie i kondensacja układów cieczowo-parowych elektrociepłowni.
- Do chłodzenia rdzenia reaktorów jądrowych w sytuacjach awaryjnych.
- W reaktorach chemicznych do przenoszenia ciepła i masy między gazem a cieczą.
- Wał korbowy samochodu: zrozumienie jego funkcji i znaczenia
- Kiedy naprężenie ścinające staje się dominujące? Zrozumienie jego wpływu
- Szlifowanie wału korbowego: obszerny przewodnik dla entuzjastów silników
- Dlaczego naprężenie jest wielkością skalarną? Zrozumienie jego wielkości i kierunku.
- Funkcja wałka rozrządu: odkrywanie jego roli w osiągach Twojego pojazdu
- Czy zwiększenie pola przekroju poprzecznego zmniejsza naprężenia? Nauka za tym stoi
Cześć… Jestem Abhishek Khambhata, ukończyłem studia B. Tech w inżynierii mechanicznej. Przez cztery lata mojej inżynierskiej pracy projektowałem i latałem bezzałogowymi statkami powietrznymi. Moją mocną stroną jest mechanika płynów i inżynieria cieplna. Mój projekt na czwartym roku polegał na zwiększeniu wydajności bezzałogowych statków powietrznych przy użyciu technologii słonecznej. Chciałbym nawiązać kontakt z ludźmi o podobnych poglądach.