Moduł przepływu dwufazowego pozwala na analizę i obliczenia sieci, w których czynnikiem roboczym jest mieszanina ciecz-gaz. Taki rodzaj przepływu występuje w wielu procesach przemysłowych. Przykładami są przemysły: naftowe, chemiczne, jądrowe, chłodnicze i geotermalne.

FluidFlow3 może analizować systemy, w których jakość pary zmienia się wraz z pozycją rury, jak również przepływ dwufazowy, gdzie jakość pary jest stała.

FluidFlow3 wykorzystuje modelowanie do obliczania start ciśnienia, jest to hybryda pomiędzy metodami ścisłymi i empirycznymi. Przez to mamy na myśli, używanie znanych korelacji empirycznych i stosowanie ich do zróżnicowanej długości rury.  Pozwala to na szybkie obliczenia, podtrzymanie cieczy oraz system przepływu określony dla każdego segmentu i przyznaje, że spadek ciśnienia na jednostkę długości ulega zmianie wraz z przepływem dwufazowym.

Dostępne relacje spadku ciśnienia, które można użyć w FluidFlow3 to:

  • Friedel: Metoda opiera się na pracy opublikowanej przez Friedel’a i wykorzystuje mnożnik dwóch faz dla fazy ciekłej do obliczania strat ciśnienia.
  • Chisholm: Zaproponował bogate metody empiryczne (1973), które również wykorzystują mnożnik dwóchfaz.
  • Lockhart-Martinelli: Zaproponował rozdzielony model przepływu. Powinien być stosowany tylko do przepływu poziomego.

Porównanie powyższych 3 metod do bazy dwóch faz dokonał Whalley, który wydał następujące zalecenia:

  • (µL/µG) < 1000 i strumień masy  < 2000 kg/m2s metoda Friedel’a.
  • (µL/µG) > 1000 i strumień masy  > 100 kg/m2s metoda Chisholm’a.
  • (µL/µG) > 1000 i strumień masy  < 100 kg/m2s metoda Lockhart Martinelli’ego.

Jeśli wybierzesz kryteria Whalley’a w oknie dialogowym obliczeń, FluidFlow3 dokona wyboru odpowiedniej metody za Ciebie.

  • Muller Steinhagen i Heck (2000) dokonali aktualizacji porównania i zalecili korelację MSH jako lepsze podejście, szczególnie dla płynów chłodniczych i pojedynczych płynów. Ta metoda traci swą dokładność dla pary o wysokiej jakości.
  • Jedno z pierwszych podejść opartych na systemie przepływu zostało opracowane przez Beggs’a Brill’a. Zależność ta jest w akceptowalna dla rur we wszystkich orientacjach. Oryginalna metoda została przedłużona i FluidFlow3 wykorzystuje tą rozszerzoną metodę. Proszę jej nie stosować do przepływu w górę dla rur pionowych ze względu na spadek ciśnienia.
  • Modelowanie Drift Flux zostało umieszczone w FF3 używając nowej korelacji opublikowanej w 2007 [22], model ten najlepiej nadaje się do rur pionowych i pochyłych.

Dane wejściowe dwu-fazy

Przykład przedstawia edytor danych wejściowych dla mikstury z dwóch czynników: pary i wody w sieci.
FluidFlow3 oblicza zmianę jakości pary wraz z przepływem mikstury w dół rury.
FluidFlow3 pozwala na wytworzenie schematów dla mikstur wielofazowych.

Mieszanina dwóch cieczy na schemacie

Schemat pokazuje dwa znane przepływy ( ciekłe powietrze(2), ciekła woda(1)) łączonych i podgrzanych przez wymiennik płytowy, następnie przepływających do zbiornika separacyjnego (5). Czerwona kropka na zbiorniku reprezentuje wylot cieczy, żółta wylot pary.

To jest przykład przepływu dwóch-faz o stałej jakości. Oznacza to, że część masy pary jest stała i nie ma wymiany masy pomiędzy fazami. Nie oznacza to, że spadek ciśnienia na jednostkę długości jest stały lub prędkość pomiędzy dwoma fazami jest stała. W pierwszym odcinku rurociągu po wymieszaniu (6), widać wzrost prędkości gazu od początku do końca rury (6). Na 60m całkowita strata ciśnienia jest 145997 Pa, ale strata na tarcia 144529 Pa. Ponieważ rura jest pozioma różnica jest stratą na przyspieszeniu.

Wzór mapy przepływu dla dwóch faz

Wzór mapy przepływu poziomego dla metody Beggs’a i Brill’a jest pokazany na przykładzie. Zależność ta jest akceptowalna do całego zakresu kątów nachylenia rury, chociaż zazwyczaj nie przewiduje ona spadku ciśnienia dla przepływu pionowego.

W tym przykładzie wzór przepływu jest rozpatrywany w przerywanym regionie.

Korzystanie z mechanistycznego modelowania pozwala na uzyskanie dokładniejszego modelu wzoru map przepływu.

Oddzielenie od mieszaniny wrzącej

Przykład ten obrazuje, wrzącą mieszaninę pary i wody przepływającej poprzez sieć rur do separatora pary i cieczy. Obliczone wyniki będą eksportowane do programu Excel. Zawartość eksportu można zmieniać.

Pobierz  eksportowany plik xls klikając tutaj (tutaj trzeba wstawić XLSa z Z:\CAD-BUDOWNICTWO\Fluid Flow3\Zdjęcia na stronę\Produkty\Dwufaza ) .