СОПОСТАВЛЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ

При определении констант n в (1) и С₁ в (8) использовались данные скелетных таблиц (СТ) [6]. Всего было сопоставлено с расчетом по (8) более 900 значений для давлений , паросодержаний в диапазоне массовых скоростей . Этим режимным параметрам в наибольшей степени отвечала, по нашему мнению, структура потока, представленная выше при описании модели. При численных значения подобранных констант n = 0,2 и С₁ = 3,2×10^-9 среднеарифметическое и среднеквадратичное отклонения данных скелетных таблиц от расчетных значений составили соответственно -0,024 и 0,26. При этом свыше 90% данных СТ для воды отклоняются от рассчитанной по (8) кривой не более чем на 35%. В качестве примера на рис. 1 приведены результаты сопоставления расчетов по (8) с данными СТ для воды.

Проведено также сопоставление результатов расчета по (8) с некоторыми данными скелетных таблиц для азота [7] (рис. 2). Здесь же приведена кривая, полученная пересчетом данных СТ для воды (р » 8,3 МПа) на азот (р » 1 МПа) в соответствии с геометрическими и термодинамическими критериями подобия [8]:

, ,

, .

Рис. 1. Сопоставление данных [6] c расчетом по (8) при р = 14 МПа и различных значениях х.

Рис. 2. Сопоставление данных [7] (x = 0,9) с расчетом по (8) и с результатами пересчета q_кр с H₂O на N₂.[8].

Результаты сравнения говорят о том, что использование критериев подобия для пересчета данных СТ для воды на другие жидкости не всегда дает приемлемые результаты. Очевидно также, что данные СТ для азота не соответствуют тому диапазону скоростей, который характерен для рассматриваемого в работе случая. Тем не менее, из рис. 2 хорошо видно насколько удачно экстраполирует рассчитанная по (8) кривая данные СТ для азота в область более высоких массовых скоростей, что косвенно также подтверждает работоспособность предложенной модели.

Как видно из рис. 1 и 2 при массовых скоростях ниже (3000¸4000) кг/(м²с) характер зависимости q_кр от rw становится более сложным и тот простой механизм влагообмена между ядром потока и пленкой жидкости на стенке, который был принят в модели, перестает работать.

На рис. 3 – 6 в координатах q_кр ‑ х проведено сравнение данных СТ для воды [6] c формулой (8) для дисперсно-кольцевого режима течения с гладкой пленкой на стенке и с соотношением для пузырькового режима, представленным нами ранее в [2]. Граничные паросодержания рассчитаны по [9].

Рис. 3. Сопоставление данных [6] c расчетом по (8) (пунктирная линия) и [2] (сплошная линия) при р = 14 МПа и rw = 8000 кг/(м²с).

Рис. 4. Сопоставление данных [6] c расчетом по (8) (пунктирная линия) и [2] (сплошная линия) при р = 10 МПа и rw = 4000 кг/(м²с).

Результаты сравнения говорят о том, что при относительных давлениях и высоких массовых скоростях (рис. 3 и 4) соотношения (8) и [2] перекрывают практически весь диапазон СТ для воды по балансовому паросодержанию. При (рис. 5 и 6) имеется область, относящаяся вероятнее всего к дисперсно-кольцевому режиму с кипящей пленкой или пузырьковым слоем на стенке канала, которая не описывается ни одним из этих соотношений.

Рис. 5. Сопоставление данных [6] c расчетом по (8) (пунктирная линия) и [2] (сплошная линия) при р = 5 МПа и rw = 8000 кг/(м²с).

Рис. 6. Сопоставление данных [6] c расчетом по (8) (пунктирная линия) и [2] (сплошная линия) при р = 0,5 МПа и rw = 8000 кг/(м²с).