Was ist Mehrphasenströmung – Definition

Mehrphasen-Flüssigkeitsstrom

Per Definition ist der Mehrphasenfluss der interaktive Fluss von zwei oder mehr unterschiedlichen Phasen mit gemeinsamen Schnittstellen in beispielsweise einer Leitung. Jede Phase, die einen Volumenanteil (oder Massenanteil) an festem, flüssigem oder gasförmigem Material darstellt, hat ihre eigenen Eigenschaften, Geschwindigkeit und Temperatur .

Ein Mehrphasenfluss kann ein gleichzeitiger Fluss sein von:

• Materialien mit unterschiedlichen Zuständen oder Phasen (zB Wasser-Dampf-Gemisch).
• Materialien mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften, jedoch im gleichen Zustand oder in derselben Phase (z. B. Öltröpfchen in Wasser).

In industriellen Prozessen gibt es viele Kombinationen, aber die häufigste ist der gleichzeitige Fluss von Dampf und flüssigem Wasser (wie er bei Dampferzeugern und Kondensatoren auftritt ). In der Reaktortechnik wurden zahlreiche Untersuchungen zur Art der Zweiphasenströmung im Falle eines Kühlmittelverlustunfalls ( LOCA ) durchgeführt, der für die Reaktorsicherheit und für alle thermohydraulischen Analysen von Bedeutung ist ( DNBR-Analysen ).

Eigenschaften des mehrphasigen Flüssigkeitsflusses

Alle Zweiphasenströmungsprobleme weisen Merkmale auf, die sich charakteristisch von denen unterscheiden, die bei Einphasenproblemen auftreten.

• Bei Dampf und flüssigem Wasser unterscheidet sich die Dichte der beiden Phasen um den Faktor 1000 . Daher ist der Einfluss der Gravitationskörperkraft auf mehrphasige Strömungen von viel größerer Bedeutung als bei einphasigen Strömungen.
• Die Schallgeschwindigkeit ändert sich dramatisch für Materialien, die einer Phasenänderung unterliegen, und kann um Größenordnungen unterschiedlich sein. Dies beeinflusst einen Durchfluss durch eine Öffnung erheblich .
• Die relative Konzentration verschiedener Phasen ist normalerweise ein abhängiger Parameter von großer Bedeutung in Mehrphasenströmungen, während sie in Einphasenströmungen keine Bedeutung hat.
• Die Phasenänderung bedeutet, dass strömungsinduzierte Druckabfälle eine weitere Phasenänderung verursachen können (z. B. kann Wasser durch eine Öffnung verdampfen), wodurch das relative Volumen des gasförmigen, komprimierbaren Mediums erhöht und die Ausströmgeschwindigkeiten erhöht werden, im Gegensatz zu einer einphasigen inkompressiblen Strömung, bei der eine abnimmt Die Öffnung würde die Ausflussgeschwindigkeiten verringern.
• Die räumliche Verteilung der verschiedenen Phasen im Strömungskanal beeinflusst das Strömungsverhalten stark.
• Es gibt viele Arten von Instabilitäten im Mehrphasenfluss.