Теоретическое определение длины диффузорной части смесителя, используемого для получения устойчивой двухфазной смеси
Authors: Лебедева Е.Г. 
Published: December 2024

Для интенсификации промывки судовых систем можно использовать смешанный поток воды и воздуха. Данный способ ускоряет процесс промывки судовых систем, улучшает качество промывки, но имеет ряд не решенных задач. В частности, к одной из таких задач относится вопрос, связанный с определением оптимальных характеристик смесителя, используемого для получения двухфазной смеси. Данная статья является продолжением описания работы устройства для смешения двухфазного потока. Смешение потока в смесителе происходит непосредственно в узкой части устройства, расширяющийся насадок - диффузор предназначен для создания определенного режима течения двухфазной смеси и безотрывного направления потока в промываемый канал. Диффузорный насадок имеет собственную частоту колебаний. При прохождении насадка пузырьки воздуха в двухфазной смеси приобретают собственную частоту колебаний равную собственной частоте диффузорного насадка. При совпадении частот собственных колебаний пузырьков газа в потоке и диффузора происходит стабилизация характера течения смеси на длительные расстояния за счет явления резонанса. Пузырьки газа, находясь под воздействием колебательного процесса в потоке воды не разрушаются, не сливаются друг с другом. Такой двухфазный поток не расслаивается. Таким образом, необходимо одновременно рассмотреть три взаимосвязанные задачи: определение частоты собственных колебаний пузырьков газа; определение длины диффузорной части, соответствующей данной частоте колебаний; определение условий обеспечения безотрывного течения в диффузоре.

A mixed flow of water and air can be used to intensify the flushing of marine systems. This method accelerates the flushing process of ship systems, improves the quality of flushing, but has a number of unresolved problems. In particular, one of these tasks is the issue related to determining the optimal characteristics of the mixer used to produce a two-phase mixture. This article is a continuation of the description of the operation of a two-phase flow mixing device. The mixing of the flow in the mixer takes place directly in the narrow part of the device, the expanding nozzle diffuser is designed to create a certain flow mode of the two-phase mixture and a continuous flow direction into the flushed channel. The diffuser nozzle has its own oscillation frequency. When passing through the nozzle, the air bubbles in the two-phase mixture acquire a natural oscillation frequency equal to the natural frequency of the diffuser nozzle. When the natural oscillation frequencies of the gas bubbles in the flow and the diffuser coincide, the nature of the mixture flow over long distances is stabilized due to the resonance phenomenon. Gas bubbles, being under the influence of an oscillatory process in a stream of water, do not collapse, do not merge with each other. Such a two-phase flow does not delaminate. Thus, it is necessary to simultaneously consider three interrelated tasks: determining the frequency of natural vibrations of gas bubbles; determining the length of the diffuser part corresponding to a given oscillation frequency; determination of the conditions for ensuring continuous flow in the diffuser.