Abstract
A multifluid-model is introduced for the momentum transport of a downwards directed turbulent two-phase-flow consisting of a gaseous core and a liquid film (core-film-flow) with wavy interface. The flow field is subdivided into a basic film region, a wavy region and the gaseous core.
The phase distribution is represented by the incomplete Gamma-function, and the friction between the phases is given by a friction factor depending on a dimensionsless pressure gradient.
From the solution of the governing equations the pressure drop of the core-film-flow is obtained as a function of the liquid- and the core-Reynolds-number. The calculated pressure drop is in good agreement with that obtained from empirical correlations.
Zusammenfassung
Zur Berechnung des Impulstransports in einer abwärts gerichteten, turbulenten Zweiphasenströmung, bestehend aus einer Gasphase und einem Flüssigkeitsfilm (Kern/Film-Strömung) mit welliger Phasengrenzfläche, wird ein Mehrfluidmodell eingeführt. Das Strömungsfeld wird in einen Grundfilm-, einen Wellen- und einen Kernbereich eingeteilt.
Die Phasenverteilung im Strömungsfeld wird durch die unvollständige Gamma-Funktion dargestellt, die Reibung zwischen den Phasen durch einen Reibungsbeiwert, welcher von einem dimensionslosen Druckgradienten abhängig ist.
Durch Lösung des Gleichungssystems ergibt sich der Druckabfall der Kern/Film-Strömung als Funktion der Reynolds-Zahl des Films und des Kerns. Der berechnete Druckabfall stimmt mit dem aus empirischen Korrelationen gut überein.
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Figueiredo, A.M.D., Stephan, K. Ein Mehrfluidmodell für die turbulente Gas- und Flüssigkeitsfilm-Strömung. Warme- und Stoffubertragung 20, 291–299 (1986). https://doi.org/10.1007/BF01002420
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