Механика пробкового течения газа и жидкости в горизонтальном трубопроводе

摘要

Рассматриваются механизмы совместного движения жидкости и газа в горизонтальном трубопроводе в так называемом пробковом режиме. В таком режиме структура газожидкостного потока представляет собой продолговатые газовые полости, движущиеся по верхней образующей трубы или канала и чередующиеся с пробками жидкости, заполняющей поперечное сечение полностью. Утверждается, что в жидких пробках происходит систематическая ротация частиц жидкости, поскольку фронт каждой пробки движется со скоростью большей, чем скорость составляющих ее частиц. На фронте пробки образуется бурун жидкости, поддерживающий существование пробки. Вместе с тем такой бурун является подвижным местным сопротивлением, на котором потери давления равны потерям давления в жидкой пробке. На основе законов механики получены выражения для скоростей течения газа и жидкости, а также найдена связь между расходным и истинным газосодержанием, позволяющая рассчитывать параметры течения, в том числе гидравлические потери. Доказывается, в частности, что потери давления в той части трубопровода, которая занята жидкими пробками, вдвое превышают потери давления, рассчитанные по формуле Дарси - Вейсбаха.