Slirförhållande (gas-vätskeflöde)

Slirförhållande (eller hastighetsförhållande ) i gas-vätskeflöde (tvåfas) definieras som förhållandet mellan gasfasens hastighet och vätskefasens hastighet.

I den homogena modellen av tvåfasflöde antas glidförhållandet per definition vara ett (ingen glidning). Det observeras dock experimentellt att hastigheten för gas- och vätskefaserna kan vara avsevärt olika beroende på flödesmönstret (t.ex. pluggflöde, ringformigt flöde, bubbelflöde, skiktat flöde, slugflöde, churnflöde). Modellerna som redogör för förekomsten av glidningen kallas "separerade flödesmodeller".

Följande identiteter kan skrivas med hjälp av de inbördes relaterade definitionerna:

S={\frac {u_{G }}{u_{L}}}={\frac {U_{G}(1-\epsilon _{G})}{U_{L}\epsilon _{G}}}={\frac {\rho _ {L}x(1-\epsilon _{G})}{\rho _{G}(1-x)\epsilon _{G}}}

var:

S – glidförhållande, dimensionslös
index G och L avser gasen respektive vätskefasen
u – hastighet, m/s
U – ythastighet , m/s
$\epsilon$ – tomrumsfraktion , dimensionslös
ρ – densitet av en fas, kg/m ³
x – ångkvalitet , dimensionslös.

Korrelationer för glidförhållandet

Det finns ett antal korrelationer för glidförhållande.

För homogent flöde är S = 1 (dvs det finns ingen glidning).

Chisholm-korrelationen är:

$S={\sqrt {1-x\left(1-{\frac {\rho _{L}}{\rho _{G}}} \höger)}}$

Chisholm-korrelationen är baserad på tillämpning av den enkla ringformiga flödesmodellen och likställer friktionstryckfallen i vätskan och gasfasen.

Slirförhållandet för tvåfasiga tvärflödes horisontella rörknippen kan bestämmas med hjälp av följande korrelation:

$S=1+25,7{\sqrt {Ri\cdot Ca}}\cdot {\bigl (}P/D)^{- 1}$ där Richardson- och kapillärtalen definieras som $Ri={\frac {(\rho _{l}-\ rho _{g})^{2}\cdot g\cdot y_{min}}{G^{2}}}$ och $Ca= {\frac {\mu _{l}}{\sigma }}\left({\frac {x\cdot G}{\epsilon \cdot \rho _{g}}}\right)$ .

För förbättrade ytor kan glidförhållandet definieras som:

$S=6,71{\sqrt {(Ri\cdot Ca)}}$

Var:

S – glidförhållande, dimensionslös
P – rörets mittlinjedelning
D – rördiameter
Subscript $l$ – flytande fas
Nedsänkt $g$ – gasfas
g– gravitationsacceleration
$y_{min}$ – minsta avstånd mellan rören
G-massflöde (massflöde per ytenhet)
$\mu$ – dynamisk viskositet
$\sigma$ – ytspänning
$x$ – termodynamisk kvalitet
$\epsilon$ – void bråkdel