Abstract
В статье рассматривается задача переноса теплоты в газожидкостных (пенных) системах, в широком диапазоне изменения газосодержаний вплоть до 0,7 (70% газа), при нисходящем движении устойчивых газожидкостных (пенных) потоков в вертикальных трубах в различных тепловых установках. В данной работе также рассматривается вопрос определения коэффициента теплоотдачи от стенки теплообменных элементов к нисходящему газожидкостному потоку или наоборот от рассматриваемого потока к стенке. Исследуемый пенный поток имеет эмульсионную (капельную) мелкодисперсную структуру, движущийся со скоростью 0,4÷1,4 м/с. Газосодержание такого потока постоянно по сечению. С целью получения уравнений для расчёта коэффициентов теплообмена при движении данного потока используются полуэмпирический метод. Предложена физическая модель процесса переноса теплоты для данного случая. Получены уравнения для расчёта коэффициента теплоотдачи. В них внесены соответствующие экспериментальные коэффициенты. Полученные расчётные зависимости подтверждены экспериментальными исследованиями авторов и другими независимыми исследованиями. В результате исследований установлено что коэффициент теплоотдачи при нисходящем движении устойчивых пенных систем, при газосодержании от 0,2 до 0,7, уменьшается с увеличением объёмного содержания газа, достигая самих низких значений при φгж. = 0,7. Процесс теплоотдачи зависит от теплопроводности пенной смеси, особенно в пристенном слое. Относительное движение фаз оказывает пренебрежимо малое влияние на процесс переноса теплоты. Данные теоретические исследования и полученные уравнения могут быть использованы для расчёта теплообменных аппаратов, теплового расчёта химических, биологических реакторов и другой аппаратуры. Ключевые слова: газожидкостной поток, турбулентный, теплоперенос, коэффициент теплоотдачи, газосодержание, диссипация энергии, пенный поток.