Grundlegende Parameter des Zweiphasen-Flüssigkeitsstroms
In diesem Abschnitt betrachten wir die gleichzeitige Strömung von Gas (oder Dampf) und flüssigem Wasser (wie sie bei Dampferzeugern und Kondensatoren auftritt) bei gleichzeitiger Strömung durch einen Kanal mit der Querschnittsfläche A. Die Indizes “v” und “ℓ” geben an die Dampf- bzw. Flüssigphase . Grundlegende Parameter, die diesen Fluss charakterisieren, sind:
Hohlraumanteil
Der Hohlraumanteil α ist einer der wichtigsten Parameter zur Charakterisierung des Zweiphasen-Flüssigkeitsstroms, insbesondere des Gas-Flüssigkeits-Flusses.
Zur Angabe dieses Parameters werden verschiedene geometrische Definitionen verwendet. Der Hohlraumanteil in einem zweiphasigen Fluidstrom kann definiert werden als:
- Der Anteil des Kanalvolumens , der von der Gasphase eingenommen wird. Diese Hohlraumfraktion ist als volumetrische Hohlraumfraktion bekannt.
- Der Anteil der Kanalquerschnittsfläche , der von der Gasphase eingenommen wird. Diese Hohlraumfraktion ist als Hohlraumfraktion im Querschnitt bekannt .
- Die lokale Hohlraumfraktion bezieht sich auf die an einem einzelnen Punkt oder einem sehr kleinen Volumen. Daher werden die Werte 1 oder 0 angenommen.
Für weitere Zwecke nehmen wir an, dass eine Hohlraumfraktion die Fraktion der Kanalquerschnittsfläche ist, die von der Gasphase (dh der Hohlraumquerschnittsfraktion) eingenommen wird, definiert als:
Der Hohlraumanteil ist für die Zweiphasenströmung von Bedeutung, da er wichtige physikalische Parameter wie Viskosität , Druckabfall und Wärmeübertragung beeinflusst .
Die Beziehungen zwischen x, α und S können abgezogen werden und das Ergebnis ist:
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