La relación de deslizamiento (o relación de velocidad ) en el flujo gas-líquido (dos fases) se define como la relación entre la velocidad de la fase gaseosa y la velocidad de la fase líquida. [1]
En el modelo homogéneo de flujo de dos fases , la relación de deslizamiento se supone, por definición, que es la unidad (sin deslizamiento). Sin embargo, se observa experimentalmente que la velocidad de las fases gaseosa y líquida puede ser significativamente diferente, dependiendo del patrón de flujo (por ejemplo, flujo pistón, flujo anular, flujo de burbujas, flujo estratificado, flujo slug, flujo agitado). Los modelos que dan cuenta de la existencia del deslizamiento se denominan "modelos de flujo separados".
Las siguientes identidades se pueden escribir utilizando las definiciones interrelacionadas:
dónde:
- S - relación de deslizamiento, adimensional
- los índices G y L se refieren a la fase gaseosa y líquida, respectivamente
- u - velocidad, m / s
- U - velocidad superficial , m / s
- - fracción vacía , adimensional
- ρ - densidad de una fase, kg / m 3
- x - calidad del vapor , adimensional.
Correlaciones para la tasa de deslizamiento
Hay una serie de correlaciones para la tasa de deslizamiento.
Para un flujo homogéneo, S = 1 (es decir, no hay deslizamiento).
La correlación de Chisholm [2] [3] es:
La correlación de Chisholm se basa en la aplicación del modelo de flujo anular simple y equipara las caídas de presión por fricción en la fase líquida y gaseosa.
La relación de deslizamiento para haces de tubos horizontales de flujo cruzado de dos fases se puede determinar utilizando la siguiente correlación:
donde los números de Richardson y capilar se definen como y . [4]
Para paquetes de superficies mejoradas, la relación de deslizamiento se puede definir como:
Dónde:
- S - relación de deslizamiento, adimensional
- P - paso de la línea central del tubo
- D - diámetro del tubo
- Subíndice - fase líquida
- Subíndice - fase gaseosa
- g– aceleración gravitacional
- - distancia mínima entre los tubos
- Flujo de masa G (flujo de masa por unidad de área)
- - viscosidad dinámica
- - tensión superficial
- - calidad termodinámica
- - fracción nula
Referencias
- ^ GF Hewitt, GL Shires, YVPolezhaev (editores), "Enciclopedia internacional de transferencia de calor y masa", CRC Press, 1997.
- ^ D. Chisholm, "Flujo de dos fases en tuberías e intercambiadores de calor", Educación superior de Longman, 1983. ISBN 0-7114-5748-4
- ^ John R. Thome, "Libro de datos de ingeniería de transferencia de calor de Wolverine III", Wolverine Tube Inc, 2004, capítulo 17 "Copia archivada" . Archivado desde el original el 29 de abril de 2010 . Consultado el 3 de mayo de 2010 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ).
- ^ Feenstra, PA; Weaver, DS; Judd, RL (1 de noviembre de 2000). "Un modelo mejorado de fracción de vacío para flujo cruzado de dos fases en haces de tubos horizontales". Revista Internacional de Flujo Multifásico . 26 (11): 1851–1873. doi : 10.1016 / S0301-9322 (99) 00118-4 .
- ^ Gorgy, Evraam; Eckels, Steven (1 de agosto de 2016). "Ebullición por convección de R-134a en haces de tubos mejorados". Revista Internacional de Refrigeración . 68 : 145-160. doi : 10.1016 / j.ijrefrig.2016.04.010 . hdl : 2097/39382 .