Исследование свойств волн возмущения и капиллярной ряби в дисперсно-кольцевом течении

• Автор: Черданцев, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 96 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы, посвященной исследованию дисперснокольцевого течения
1.1. Свойства волн возмущения
1.1.1. Двумерность волн возмущения
1.1.2. Критерии разделения волн на рябь и волны возмущения
1.1.3. Другие типы крупных волн, выделяемые в дисперсно-кольцевом
течении
1.1.4. Частота следования и пространственное разделение волн возмущения
1.1.5. Амплитуда, скорость, форма волн возмущения
1.1.6. Профиль скорости в пленке жидкости в дисперсно-кольцевом режиме
течения
1.2. Интегральные характеристики потока: унос и осаждение жидкой фазы, перепад давления в канале
1.2.1. Условия возникновения уиоса, связь уноса с волнами возмущения
1.2.2. Критическое число Рейнольдса жидкости
1.2.3. Изменение уноса и осаждения с расстоянием от входа в канал
1.2.4. Гипотезы для объяснения механизма уиоса
1.2.5. Изменение перепада давления с расстоянием от входа в канал. Влияние
волн возмущения и уноса на перепад давления
1.3. Теоретические подходы к описанию дисперсно-кольцевого течения
1.3.1. Модели, описывающие форму волн возмущения и развитие волновой
картины с расстоянием
1.3.2. Модели, описывающие унос и осаждение в дисперсно-кольцевом
течении
1.4. Исследование свойств капиллярной ряби в дисперсно-кольцевом течении

Глава 2. Описание экспериментальной установки и методики измерений.
2.1 Описание экспериментальной установки
2.2 Измеряемые и контролируемые параметры эксперимента
2.3 Измерение расхода дисперсной фазы
2.4 Измерение локального перепада давления
2.5 Измерение локальной толщины пленки жидкости методом локальной электропроводности
2.6 Измерение локальной толщины пленки жидкости методом флуоресцентной визуализации
2.7 Погрешности измерений и точность управления входными параметрами
Глава 3. Результаты измерений интегральных параметров течения и возникновения волн возмущения
3.1 Измерение расхода дисперсной фазы
3.2 Измерение перепада давления с расстоянием
3.3 Эволюция волновой картины с расстоянием, разделение волн на волны
возмущения и капиллярную рябь
3.4 Режимные карты перехода к уносу и появления волн возмущения.
Околокритический режим в восходящем течении
Глава 4. Исследование свойств волн возмущения.
4.1 Метод раздельной обработки свойств волн, распределенных в широком
интервале
4.2 Зависимость скорости волн возмущения от их амплитуды. Формулы, описывающие коэффициенты зависимости
4.3 Число волн на единицу длины. Его инвариантность относительно скорости газа
и вязкости жидкости
4.4 Обобщенные портреты волн возмущения. Количественное описание формы волн возмущения

Глава 5. Исследование свойств капиллярной ряби в дисперснокольцевом течении.
5.1 Сравнение методов проводимости и флуоресцентной визуализации
5.2 Выбор порога фильтрации для исключения влияния шума камеры на результаты
5.3 Исследование амплитуды волн ряби
5.4 Частотные характеристики волн ряби
5.5 Измерение скорости волн ряби
Заключение
Список использовавшейся литературы
0.5 Events

П I Г"
a) ,
Re=142, Vg=42 m/s, water
Substrate thickness , Ripples
wave maxima wave minima
Separation point
0.2 0.3 0.4 0.5 0
H [mm]

Re=142, Vg=42 m/s, water
0 x=23 cm
4* x=5Q cm
□ x=80 cm
о
- О u)
О
О +
_ а^я
в||Я □ □
4- □ еЛя □ D
і f t 1 1 I 1 (

Vg, m/s
Рисунок 16. а) Точка разделения распределения максимумов волн Re=142, Vgas=42 m/s, х=50 cm; Ъ) изменение частоты следования волн с расстоянием.
Таким образом, после проведения фильтрации мелких волн, оказавшихся в момент прохождения волной датчика на поверхности крупных (их доля в реальных экспериментальных записях крайне мала), все волны, высота которых лежит выше точки разделения, относятся к волнам возмущения, а все остальные - к капиллярной ряби (рисунок 16а). Таким образом, можно отдельно измерить частоту следования волн возмущения и частоту ряби, и в дальнейшем раздельно исследовать и другие свойства волн возмущения.
Изменение частоты следования волн возмущения с расстоянием показано на рисунке 16Ь. Из этого рисунка и рисунков 15d-f видно, что на расстояниях 50-80 см распределение волн возмущения по высотам и частота следования волн возмущения практически не меняются по сравнению с сильным изменением, которое они претерпевают на более ранних этапах (выше по потоку). Таким образом, начиная от примерно 50 см, волновую картину можно считать установившейся. Тем не менее, как будет показано ниже, волны, наблюдаемые на расстоянии 23 см, имеют характеристики, схожие с характеристиками волн в области установившейся волной картины.