ДОСЛІДЖЕННЯ СТІЙКОСТІ ТЕЧІЇ ГРАВІТАЦІЙНО СТІКАЮЧОЇ ПЛІВКИ РІДИНИ В ДВОФАЗНИХ СИСТЕМАХ
Authors: Туз В. О. , Лебедь Н. Л. 
Published: August 2018

Використання методів пасивної інтенсифікації у вигляді поверхонь з капілярно-пористим покриттям в контактних апаратах істотно ускладнює гідродинамічну картину взаємодії системи «поверхня – плівка рідини – газовий потік». Інтенсифікуючи процеси тепло- і масообміну, штучна шорсткість зменшує робочий діапазон контактних апаратів, шляхом зниження границі захлинання. Результати рішення математичної моделі системи «плівка рідини – газовий (паровий) потік» у вигляді системи диференціальних рівнянь з відповідними граничними умовами для гладкої вертикальної поверхні не коректно використовувати для визначення параметрів плівки при кризових явищах у випадку застосування каналів з капілярно-пористими структурами. Представлений аналіз результатів експериментального дослідження гідродинаміки двофазного потоку в каналах з капілярно-пористим покриттям, при відповідних граничних умовах, дозволив визначити верхній діапазон навантажень до початку захлинання по рідкій і газовій фазах в контактних тепломасообмінних апаратах. Аналітичне рішення задачі з визначення границь кризових явищ з урахуванням результатів експериментального дослідження гідродинаміки двофазного потоку в каналах з капілярно-пористим покриттям, при відповідних граничних умовах, дозволило визначити верхній діапазон навантажень до початку захлинання по рідкій і газовій фазах в контактних тепломасообмінних апаратах.The use of passive intensification methods in the form of surfaces with a capillary-porous coating in contact devices greatly complicates the hydrodynamic structure of the interaction of the system "surface - liquid film - gas stream". Intensifying the processes of heat and mass transfer, artificial roughness increases the working range of contact devices, by reducing the break border.The complexity of the analytical study of the stability of the system "liquid film - gas or steam flow" by solving a mathematical model, which is a system of differential equations with corresponding boundary conditions, consists in the fact that the functional dependence for the boundary phase separation is unknown. By using the equation of the surface separation in the form of a wave function that satisfies this system of differential equations and boundary conditions, it is necessary to determine the parameters of the waves. It is assumed that the tangential and normal components of the gas stress on the surface of the liquid film can be expressed by the dependence due to the deviation of the phase separation surface from the liquid-film-unshaked waves. Under such assumptions, the solution is reduced to considering the motion of a liquid film at given boundary conditions on the channel wall and on a free surface.The results of the solution of mathematical model of system "liquid film - gas (steam) flow" for a smooth vertical surface are not correctly used to determine the film parameters at crisis phenomena’s in the case of channels with a capillary-porous structure.The represented analysis of results of the experimental study of the hydrodynamics of two-phase flow in the channels with capillary-porous coating, at the appropriate boundary conditions, allowed to determine the upper range of loads prior to the beginning of break on the liquid and gas phases in contact heat and mass exchange devices. An analytical solution to the task of determining the boundaries of crisis phenomena, taking into account the results of an experimental study of the hydrodynamics of a two-phase flow in channels with capillary-porous coating, at appropriate boundary conditions, allowed to determine the upper range of loads prior to the beginning of break on the liquid and gas phases in contact heat and mass exchange devices.