Керосин и вода: почему, как правильно потушить керосин

почему, как правильно потушить керосин

Обращение с нефтепродуктами требует соблюдения особых правил безопасности. Вне зависимости от того, где находится резервуар с топливной жидкостью – на территории АЗС, в гараже или личном подсобном хозяйстве, территория должна быть оснащена средствами пожаротушения.

Содержание:

1. Физические свойства керосина
2. Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой
3. Как потушить керосин

Физические свойства керосина

Керосин – это продукт прямой перегонки нефти, прозрачная горючая жидкость. В отличие от некоторых других нефтяных фракций, например дизеля, не теряет своих эксплуатационных свойств при изменении (резком понижении) температуры.

Температура вспышки вещества колеблется в рамках от +28 до +72 градусов, температура самовоспламенения составляет от +200 градусов (зависит от внешнего давления). Керосин обладает предельной вязкостью до 4,5 мм2/с и плотностью до 0,85 г/см3 (при условии соблюдения стабильной температуры в +20 градусов).

Керосиновое топливо текучее, обладает средней вязкостью, что позволяет использовать его в качестве питания реактивных судов.

В случае попадания искры субстанция быстро вспыхивает, горение продолжается до тех пор, пока в атмосфере присутствуют пары жидкости. При этом, в случае попадания даже незначительного объема керосина в землю, потушить пожар становится труднее, так как молекулы веществ смешиваются между собой и площадь поражения возрастает.

Почему нельзя тушить горящий керосин, заливая его водой

Вода обладает большей плотностью. Плотность керосина 800 кг/м3, воды 1000 – кг/м3, разница значительная. Параметр также влияет на определение массы обоих субстанций. Проведя небольшой расчет по химической формуле, можно выяснить, что каждые 5 литров объема воды в 1,25 раз тяжелее, чем аналогичный объем керосина.

Именно эти особенности делают простую воду непригодной для тушения горючего нефтепродукта. В смешанной массе керосина и h3O вода опустится вниз, так как она тяжелее. В итоге керосин вновь выйдет на поверхность и продолжит свое горение.

Почему керосин нельзя тушить водой? Это неэффективный метод, который может привести к увеличению площади пожара.

Как потушить керосин

Как можно потушить горящий керосин быстро и без помощи воды? Лучшее средство для обезвреживания горящего жидкого нефтепродукта – огнетушитель пенного типа. Вещество при контакте с парами керосина не вступает в токсичную химическую реакцию с образованием вредных для легких человека компонентов.

Также любое место, в котором проводятся какие-либо работы с керосином, должно быть оснащено емкостью с сыпучим песком. Именно этим веществом засыпают горящее пятно, лишая его доступа к кислороду. Насыпать песок нужно предметами с металлическим наконечником – лопата, стальной совок или цельнометаллическая посуда.

Если в домашних условиях загорелся керосин, используемый в качестве растворителя, то пожар нужно локализовать, накрыв источник металлической жаропрочной посудой. Под такой блокировкой воздух перестанет поступать к огню. Далее необходимо воспользоваться огнетушителем, если его нет – засыпать место песком.

Во время возникновения пожара в доме или бытовой постройке необходимо как можно скорее отключить щиток электроэнергии и обесточить все находящиеся поблизости приборы, включая источники освещения.

Попадание керосина внутрь трещин в напольных покрытиях или в рыхлую землю способствует сохранению медленного горения вещества. Поэтому даже при небольшой площади возгорания необходимо вызвать бригаду профессиональных пожарных.

#Керосин

Статьи по теме

Как разбавить солярку керосином на зиму: пропорции, сколько добавить#Дизельное топливо#Керосин
14787 просмотров

Удельная теплота сгорания топлива (бензина, керосина, дизельного топлива, газов), низшая, высшая, таблица#Бензин#Керосин#Дизельное топливо
6341 просмотр

Октановое число: что это? Октановое число бензина, керосина, дизельного топлива, прибор для измерения, как повысить и понизить#Бензин#Керосин#Дизельное топливо
5099 просмотров

Плотность керосина (кг/м3): чему равна, как определить, зависимость от температуры#Керосин
3914 просмотров

Что такое керосин: очищенный, медицинский, авиационный#Керосин
3229 просмотров

Керосин ТС 1: характеристики, плотность, ГОСТ, применение#Керосин
2708 просмотров

Швейцарские учёные создали «солнечный реактор», превращающий воду и углекислый газ в керосин

Испаряется ли керосин? (И растворяется в воде?)

Керосин широко используется в качестве топлива в бытовых обогревателях, печах и лампах. Но что произойдет, если вы случайно прольете его где-нибудь в своем доме? Или, что еще хуже, испачкать им одежду. Жидкость испаряется сама? В этой статье мы подробно рассмотрим этот вопрос.

Мы также рассмотрим способы, которыми можно убрать пролитый керосин с разных поверхностей: одежды, ковра, дерева, травы и бетона. Хуже, чем пятно, является сильный запах, который оставляет после себя керосин, поэтому важно знать правильные методы, чтобы избавиться от обоих.

Мы также обсудим влияние керосина на окружающую среду и то, как его можно использовать для борьбы с сорняками. Керосин — опасная легковоспламеняющаяся жидкость, поэтому в последнем разделе мы поговорим о способах его утилизации.

Читайте: портится ли керосин?

Содержание

• Испарится ли пролитый керосин?
• При какой температуре испаряется керосин?
• Растворяется ли керосин в воде?
• Как убрать разлив керосина?
  • Одежда
  • Ковер
  • Дерево
  • Трава
  • Бетон
  • Руки
• Керосин убивает растения?
• Как утилизировать керосин?
  • • Заключение

Испарится ли пролитый керосин?

При нормальной температуре керосин не испаряется. Это резко контрастирует с бензином/бензином, который быстро испаряется при комнатной температуре из-за слабого межмолекулярного притяжения. Из-за низкой скорости испарения керосин может храниться в течение длительного времени, что является одной из причин, по которой он по-прежнему широко используется в развивающихся странах.

Но керосин — опасное горючее горючее, оставлять его без внимания нельзя. Если вы случайно пролили его, лучше предпринять правильные шаги для его очистки, потому что топливо не будет легко испаряться само по себе.

С другой стороны, если вы хотите избавиться от керосина, выпаривание опять-таки не самый лучший способ. Как для очистки, так и для утилизации существуют правильные способы обращения с топливом, и мы подробно рассмотрим их все.

При какой температуре испаряется керосин?

Керосин может испаряться при температуре от 37⁰C до 65⁰C. Хотя в жарких странах бывают такие температуры, скорость испарения керосина все же будет довольно низкой. Поэтому лучше выяснить различные способы, которыми мы можем очистить разлив топлива.

Растворяется ли керосин в воде?

Нет. Керосин, как и большинство углеводородов, не растворяется в воде. Он легче и образует над водой слой 90 010 . Вода представляет собой полярное ковалентное соединение, которое не может смешиваться с неполярным органическим растворителем, таким как керосин, — эти две жидкости не смешиваются.

Как устранить разлив керосина?

Керосин не только не испаряется сам по себе, но и имеет очень сильный запах, от которого трудно избавиться. Но с помощью правильных методов и некоторого терпения вам, безусловно, удастся устранить вред, причиненный топливом. Вот несколько способов, которыми вы можете очистить разлитый керосин с различных материалов:

Одежда

Вы можете пролить керосин на одежду, пытаясь заправить лампу или обогреватель. Когда это произойдет, обязательно снимите одежду и немедленно очистите ее. Чем дольше вы ждете, тем сложнее будет избавиться от пятна. Выполните следующие шаги:

1. Промойте ткань под проточной водой. №
2. Используйте обезжиривающее мыло (например, средство для мытья посуды или шампунь для жирных волос), чтобы очистить загрязненное место, осторожно массируя его руками.
3. Замочите ткань на 30 минут. С первой попытки избавиться от масла может быть немного сложно, поэтому повторяйте эти шаги, пока полностью не удалите весь керосин.
4. Посыпьте пятно пищевой содой.
5. Теперь положите ткань в стиральную машину, но не добавляйте моющее средство. Запустите машину на один цикл стирки. Затем добавьте две чашки белого уксуса и дайте ткани пропитаться в течение часа или около того. Запустите еще один цикл стирки и на этот раз добавьте моющее средство.
6. Не кладите ткань в сушилку, пока не убедитесь, что все масло удалено — керосин легко воспламеняется. Выньте ткань из машины и высушите ее в соответствии с инструкциями производителя ткани.

Ковер

Опять же, если вы пролили керосин на ковер, важно действовать быстро.

1. Откройте окна и включите вентилятор. Это гарантирует, что сильный запах керосина рассеется.
2. Вы должны использовать абсорбент для разлива. Но перед этим можно разложить бумагу или одежду по краям пораженного участка. Это гарантирует, что масло не растечется дальше.
3. Для впитывания можно использовать что-то вроде пищевой соды или впитывающие полотенца. Если вы используете первый, оставьте его на 10-15 минут, пока он полностью не впитает масло. Если вы используете последнее, продолжайте промокать область полотенцами, пока не удалите все масло.
4. Распылите воду, чтобы промыть пораженный участок, промокните его полотенцем и дайте ему высохнуть.
5. Если запах не исчезает, попробуйте нанести на это место еще немного пищевой соды. Оставьте на достаточное количество времени, в зависимости от интенсивности запаха. Повторите этот шаг, если необходимо.

Древесина

1. Этапы очистки дерева от керосина очень похожи на описанные выше. Во-первых, вам нужно впитать масло. Расстелите впитывающее полотенце или наполнитель для кошачьего туалета.
2. Убедившись, что все масло впиталось, соберите абсорбирующий материал и утилизируйте его.
3. Сильнодействующее моющее средство может повредить деревянную мебель, поэтому используйте более мягкое. Можно еще разбавить водой. Затем смочите смесью полотенце и аккуратно протрите пораженный деревянный участок. Дайте ему высохнуть.

Трава

Проливание керосина на почву особенно вредно, потому что масло вредит растениям. Фактически, его часто используют для уничтожения сорняков, как описано ниже. Если вы прольете топливо на траву и ничего не сделаете, траве потребуется несколько месяцев, чтобы восстановиться. Но если вы не хотите ждать так долго, выполните следующие действия:

1. Используйте песок, чтобы поглотить разлив.
2. Промойте участок водой.
3. Топливо просачивается в землю, поэтому необходимо перекопать пораженный участок, сняв 2-3 дюйма почвы.
4. Наконец, вы должны заменить почву и посадить новую траву.

Бетон

Вы можете пролить керосин на садовую плиту или подъездную дорожку, что может быть особенно опасно, поскольку топливо легко воспламеняется. Итак, следуйте инструкциям:

1. Впитайте топливо с помощью кошачьего туалета. Как только все это впитается, подметите мусор и выбросьте его. При необходимости добавьте еще наполнителя, пока пятно полностью не высохнет.
2. Смешайте немного стирального порошка с водой, окуните щетку в смесь и потрите участок.
3. Положите впитывающее полотенце, чтобы впитать оставшиеся остатки.
4. Чтобы избавиться от запаха, посыпьте немного пищевой соды. Оставьте на ночь, а затем подметите.

Руки

Если вы случайно пролили керосин на кожу, выполните следующие действия:

1. Используйте автомобильный очиститель для рук. Он используется для удаления жира с кожи при работе с автомобилями, но хорошо работает и с керосином. Некоторые чистящие средства ароматизированы и помогут вам избавиться от запаха топлива.
2. Если у вас нет вышеупомянутого продукта, вы можете использовать посудомоечную машину или стиральный порошок. Протрите руки моющим средством, а затем смойте водой.

Керосин убивает растения?

Да, керосин убивает растения и используется для борьбы с сорняками. В садоводстве топливо часто используется для борьбы с сорняками, растущими на участках с твердым покрытием, таких как подъездные пути и брусчатка.

Однако керосин вреден не только для растений, но и для человека. Его дым содержит высокий уровень вредных твердых частиц, а хроническое воздействие его паров связано с повышенным риском развития рака, респираторных инфекций и других заболеваний. Тем не менее, при разумном использовании керосин может помочь в борьбе с сорняками.

Топливо следует хранить вдали от прямых солнечных лучей, поскольку оно легко воспламеняется. Также следует избегать физического контакта с керосином, так как он раздражает кожу и глаза. Вы можете распылить топливо на сорняки, и они погибнут в течение нескольких дней.

Но убедитесь, что вы делаете это экономно, потому что высокие дозы могут нанести вред вашим культурным растениям. Из-за вредного воздействия керосина на здоровье человека лучше использовать его только в крайнем случае для борьбы с сорняками, и это слишком разумно.

Как утилизировать керосин?

Керосин — легковоспламеняющаяся и опасная жидкость, поэтому при неправильной утилизации он нанесет вред как окружающей среде, так и человеку. Вы никогда не должны выливать его в канализацию или просто выбрасывать в мусор.

Лучше всего сдать керосин на предприятие по переработке топлива . Если рядом с вами его нет, вы можете отнести его на местную бензоколонку или в автомастерскую, которые, скорее всего, будут рады забрать его у вас. Если у вас нет другого выхода, вы можете пусть медленно испарится .

Поместите топливо в открытый контейнер и поместите его в хорошо проветриваемом месте, недоступном для детей или домашних животных. Также убедитесь, что он хранится в прохладном затененном месте; прямые солнечные лучи и тепло могут привести к тому, что топливо будет выделять пары.

Заключение

В этой статье мы рассмотрели, испаряется ли керосин. Ответ: он действительно не испаряется сам по себе при комнатной температуре, в отличие от бензина. Итак, если вы случайно пролили его, вам нужно действовать быстро и предпринять правильные шаги для его очистки.

Эти этапы различаются в зависимости от поверхности разлива. Мы также рассмотрели, как керосин можно использовать для борьбы с сорняками. Наконец, мы обсудили правильные способы безопасной утилизации керосина.

Многофазное течение керосина и воды в вертикальных и наклонных трубах

• Авторская панель Войти

Что такое открытый доступ?

Открытый доступ — это инициатива, направленная на то, чтобы сделать научные исследования бесплатными для всех. На сегодняшний день наше сообщество сделало более 100 миллионов загрузок. Он основан на принципах сотрудничества, беспрепятственного открытия и, самое главное, научного прогресса. Будучи аспирантами, нам было трудно получить доступ к нужным нам исследованиям, поэтому мы решили создать новое издательство с открытым доступом, которое уравняет правила игры для ученых со всего мира. Как? Упрощая доступ к исследованиям и ставя академические потребности исследователей выше деловых интересов издателей.

Наши авторы и редакторы

Мы являемся сообществом из более чем 103 000 авторов и редакторов из 3 291 учреждения в 160 странах, в том числе лауреатов Нобелевской премии и самых цитируемых исследователей мира. Публикация на IntechOpen позволяет авторам получать цитирование и находить новых соавторов, а это означает, что больше людей увидят вашу работу не только из вашей собственной области исследования, но и из других смежных областей.

Оповещения о содержимом

Краткое введение в этот раздел, описывающий открытый доступ, особенно с точки зрения IntechOpen

Как это работаетУправление предпочтениями

Контакты

Хотите связаться? Свяжитесь с нашим головным офисом в Лондоне или командой по работе со СМИ здесь:

Карьера:

Наша команда постоянно растет, поэтому мы всегда ищем умных людей, которые хотят помочь нам изменить мир научных публикаций.

Рецензируемая глава в открытом доступе

Автор:

Фаик Хамад, Надим Ахмед Шейх и Музаффар Али

Представлено: 22 августа 2019 г.Обзор: 29 октября 2019 года.
559 Глава Загрузки

Просмотреть полные показатели

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО

Рекламное объявление

Реферат

В данной главе представлено распределение объемной доли двухфазного потока керосина и воды в вертикальных и наклонных трубах. Изучение двухфазного потока жидкость-жидкость очень важно для нефтяной промышленности и многих других процессов в промышленности, где две жидкости смешиваются и текут вместе. Трубка Пито и оптические датчики используются для измерения скорости воды и объемной доли. Экспериментальные измерения локальных параметров показывают, что однофазный и двухфазный потоки достигают полностью развитых осесимметричных условий при L/D ≥ 48 (L – длина трубы; D – диаметр трубы). Результаты также показали сильную асимметрию распределения объемной доли на входе (L/D = 1) после изгиба и в наклонной трубе. Сравнение профилей объемной доли с профилями пустотной доли показало существенное различие в их формах. Результаты также показали, что керосин накапливается на верхней стенке наклонной трубы, и его распределение улучшается за счет увеличения объемного качества. 91. Введение

течения в парогенераторах, реактивных двигателях, конденсаторах, процессах экстракции и дистилляции, газовой и нефтяной смеси в трубопроводах и холодильных установках. Для смеси двух несмешивающихся жидкостей характерно наличие границ раздела двух жидкостей, связанное с неоднородностью свойств поперек границы раздела. Однофазные течения традиционно подразделяют на ламинарные, переходные и турбулентные в зависимости от числа Рейнольдса течения. Двухфазный поток в вертикальной трубе можно классифицировать по геометрии границ раздела.

Первичное условие для всех двухфазных потоков определяется объемным качеством β , которое определяется как:

β=QdQc+Qd
E1

где
Qд
– расход дисперсной фазы и
Qc
— расход непрерывной фазы.

Для трубы радиусом R соответствующие (усредненные по площади) приведенные скорости определяются как:

Приведенная скорость непрерывной фазы:

U¯cs=QcπR2
E2

Приведенная скорость дисперсной фазы:

U¯ds=QdπR2
E3

Как для газожидкостных, так и для жидкостно-жидкостных систем непрерывной фазой обычно является вода.

Несмотря на большое количество опубликованных работ в области многофазного потока, публикации по использованию локальных зондовых измерений для потока жидкость-жидкость очень ограничены по сравнению с двухфазным потоком газ-жидкость. Цель этой главы — опубликовать некоторые данные о профилях объемных долей для течения жидкость-жидкость в вертикальных и наклонных трубах. В этой главе представлены следующие данные: (i) распределение объемной доли для газожидкостного двухфазного потока в вертикальной трубе, (ii) распределение объемной доли для развития потока керосина и воды в вертикальной трубе, и (iii ) распределение объемной доли полностью развитого керосино-водяного потока в вертикальных и наклонных трубах.

Реклама

2. Определение доли пустот/объемной доли

Большинство экспериментальных результатов для доли пустот α (объемная доля потока жидкость-жидкость) были получены с помощью точечного датчика, который использовался для различения во времени между две фазы. Экспериментально объемная доля α была оценена по записи времени с такого зонда, как:

α=∑ΔtdT
E4

где
∑Δтд
– время нахождения зонда в дисперсной фазе и T — общее время выборки, используемое для записи. Следует отметить, что во многих исследованиях делается ссылка на (среднее) паросодержание
α¯
. Надлежащим ориентиром было бы объемное качество ( β ), полученное для систем газ-жидкость с помощью метода быстрозакрывающегося клапана, рентгеновского или нейтронного методов. Для систем жидкость-жидкость β можно получить, измерив два расхода
Qд
а также
Qc
.

Экспериментальные исследования фазового распределения при одновременном двухфазном восходящем потоке в вертикальных трубах представляют собой сложную картину, которая еще не подвергалась систематической оценке. Общие схемы вертикального восходящего потока, в котором обе фазы движутся вверх по круглой трубе, показаны на рисунке 1. По мере увеличения объемного расхода газа при постоянном расходе воды схемы потока будут меняться. В вертикальных трубах встречаются следующие типы потоков:

1. Пузырьковый поток: появляются пузырьки газа или жидкости в непрерывной жидкой фазе, причем размер пузырьков может быть очень маленьким или большим.

2. Снарядное течение: в этом типе пулеобразная газовая пробка образуется из множества пузырьков, сконцентрированных в одной части, образующих более крупные пузырьки, которые приближаются к диаметру трубы. Жидкая фаза находится в непрерывном потоке.

3. Вспененный поток: торможение крупных пузырьков пара в поршневых потоках, образующих вспененный поток. Это сильно колебательный поток, и каждая фаза имеет тенденцию быть непрерывной с нерегулярными границами раздела.

4. Кольцевой поток: жидкость образует пленку вокруг стенки трубы. Газовая фаза течет в центре.

Рис. 1.

Картины течения при вертикальном восходящем течении в трубе [1].

Объявление

3. Газ: распределение объемного содержания жидкости в вертикальных трубах

Значительное количество измерений было выполнено для восходящего потока в вертикальных трубах. Несколько следователей, в т.ч. Malnes [2], Serizawa et al. [3], Мичиёси и Серидзава [4], Ван и др. [5] и Лю и Бэнкофф [6] наблюдали пиковое явление локальной пористости вблизи стенки, как показано на рис. и белый [9], наблюдали максимальное содержание пустот на центральной линии, как показано на рис. 3. Другие исследователи, такие как Накоряков и др. [10], Spindler et al. [11] и Liu [12] наблюдали распределения паросодержания как на стенке, так и на осевой линии для двухфазного потока. Было обнаружено, что фактические конфигурации распределения газосодержания зависят от начальных условий: размера пузырьков и скорости потока, физических свойств флюидов и геометрии состояния рабочей части.

Рис. 2.

Распределение доли пустот при восходящем воздушно-водяном потоке в трубе со средней скоростью непрерывной фазы = 1,03 м/с, Z/D = 30. A–D – пузырьковое течение, E и F – снарядное течение [3].

Рис. 3.

Распределение паросодержания при восходящем воздушно-водяном потоке в трубе с различными расходами, Z/D = 42,5. A–D – пузырьковое течение, E и F – переходное течение [9].

Объявление

4. Жидкость: объемная доля жидкости

По сравнению с большим количеством публикаций по газожидкостным течениям работ по жидкостно-жидкостным течениям опубликовано меньше.

Большинство работ по течению смеси жидкость-жидкость были опубликованы исследовательской группой Университета Брэдфорда ([13, ​​14]; Хамад и др. [15]; Хамад и Бруун [16]). Большинство этих статей были посвящены разработке оптических методов восходящего потока керосина и воды в вертикальных трубах. Однако Фаррар и Бруун [13] обратили внимание на проблему сильной асимметрии, и завихрение образовалось вверх по течению от входного отверстия из-за существования 9Отвод 0 ^o в составе экспериментальной установки.

Чжао и др. [17] использовали датчик проводимости с двумя датчиками для измерения локального распределения доли нефтяной фазы для потока в вертикальной трубе при L/D = 72. Они обнаружили, что профили объемной доли были одинаковыми для β < 9,2% и превратился в пристенный пик для β > 9,2%. Профили локальной доли нефтяной фазы при (а) постоянном расходе воды (J _w = 0,33 м/с) и (б) постоянном расходе нефти (J _o = 0,066 м/с) приведены на рис. 4.

Рис. 4.

Профили объемной доли нефти при (а) постоянном расходе воды (J _w = 0,33 м/с) и (б) постоянном дебит нефти (J _o = 0,066 м/с) [17].

Обширные экспериментальные данные по двухфазному потоку керосин-вода были опубликованы Hamad et al. [18, 19] и Hamad et al. [20] в вертикальных и наклонных трубах. Краткое изложение результатов каждой статьи дается в следующих разделах.

4.1 Развитие течения керосина в вертикальной трубе

Hamad et al. В работе [18] экспериментально изучено развитие течения в вертикальной трубе с внутренним диаметром 77,8 мм и длиной 4500 мм после колена 90 ^o при L/D = 1, 16, 38 и 54 с использованием экспериментальной установки на рис. 5. ● Замеры однофазного (водного) потока были выполнены для проверки установления условий полностью развитого симметричного потока. На рис. 6 показано радиальное распределение осевой скорости в плоскости, параллельной изгибу, при различных L/D отношения. Два значения
U¯ws
(0,44 м/с ( Re = 33 800) и 0,77 м/с ( Re = 60 000)). Результаты показывают, что распределение скоростей воды становится полностью развитым при L/D > 48. Эмпирическое степенное распределение скоростей, данное в уравнении. (5) для однофазного турбулентного потока [21, 22] также включена в рисунок 6 для подтверждения точности измерений:

Рисунок 5.

Схема экспериментальной установки для двухфазного потока [18].

Рис. 6.

Локальное однофазное распределение скорости при различных отношениях L/D для средней скорости воды = 0,44 м/с (сплошные символы) и 0,77 м/с (незаштрихованные символы). Также включено степенное распределение скоростей (сплошная линия) [18].

U¯=U¯cl1−r/R1/n
E5

Затем был введен керосин для измерения объемной доли с помощью оптического зонда [14] в четырех различных осевых положениях при L/D = 1, 16, 38 и 54 ниже по потоку от изгиба трубы. Рассматриваются три различных режима течения: Случай 1: приведенная скорость воды,
U¯ws
= 0,44 м/с, а объемная добротность β = 9,2%; Случай 2:
U¯ws
= 0,44 м/с и β = 18,6% и один высокий
U¯ws
условие; и случай 3:
U¯ws
= 0,77 м/с и β = 18,6%. Для случая 1 осесимметричное распределение очень плохое при L/D = 1 (рис. 7(a)) с высокими значениями объемной доли от 20% вблизи внутренней стороны изгиба до более низкого значения вблизи внешней стенки изгиба. изгиб 4%. Для случая 2 увеличение β до 18,6% для того же
U¯ws
(Рисунок 7(а)) улучшает осесимметричное распределение по трубе. Для случая 3 осесимметричное распределение улучшилось за счет увеличения
U¯ws
за то же β (рис. 7(б)). Основной вывод состоит в том, что осесимметричность становится лучше для более высоких β и
U¯ws
. Изменение распределения объемной доли может быть связано с улучшением процесса смешения керосина с водой, которое противодействует действию выталкивающей силы и центробежной силы на выходе из колена. Однако распределение становится почти симметричным при L/D = 16. По-видимому, нет существенных различий между распределениями при L/D = 38 и 54, что свидетельствует о достижении полностью развитого симметричного состояния.

Рис. 7.

Распределения объемной доли при различных (а) L/D для U¯ws = 0,44 м/с и β = 9,2 % (сплошные символы) и 18,6 % (светлые символы) [18], (б) L/D для U¯ws = 0,77 м/с и β = 18,6 % [18].

4.2 Полностью развитое течение керосино-водяного потока в вертикальной трубе

Hamad et al. В работе [19] изучалось течение восходящего потока керосина и воды в вертикальной трубе при ( L/D = 54) с помощью оптических датчиков. Эффекты
U¯ws
и β на радиальном распределении объемной доли [ α ( r )] параметров двухфазного потока.

Локальная объемная доля рассчитывается на основе выходного сигнала ведущего датчика двойного оптического зонда путем определения среднего времени пребывания капли с использованием процедуры, описанной в Hamad et al. [14]. Комплексные измерения α ( r ) были выполнены для ряда β значения в диапазоне 4,6–47 % и постоянная
U¯ws
0,29, 0,44, 0,59, 0,69 и 0,77 м/с. Профили α ( r ) были построены вместе для различных значений
U¯ws
для каждого значения β, как показано на рисунке 8 (а) и (б).

Рис. 8.

Профили объемной доли для различных (а) U¯ws и β = 4,6, 9,2 и 18,6 % [19], (б) U¯ws и β = 28,2, 38 и 47 % [19].

Поскольку профиль α ( r ) в первую очередь отражает содержание керосина в потоке смеси, отсюда следует, что соответствующие α ( r ) наборы профилей для β = 4,6%, 9,2%, 18,6%, 28,2%, 38% и 47% сосредоточены вокруг этих значений. Графики также показывают различные вариации как внутри каждой группы β , так и между группами с разными значениями β .

Результаты рис. 8(a) и (b) показывают, что увеличение
U¯ws
с низким β (<20%) изменит профили α ( r ) с выпуклой формы с пиком на центральной линии трубы на плоскую форму, а затем на вогнутую форму с пиком у стенки. Для умеренного β (20–40 %), профили α ( r ) имеют вогнутую форму для различных
U¯ws
с пиком у стенки, который имеет высокие значения для более высоких
U¯ws
. В случае β ≈ 50% формы профиля α ( r ) являются плоскими для двух случаев на рисунке 8(b).

Профили α ( r ) от центральной линии, которые имеют остроконечную форму, до остроконечной стенки, а затем до однородной, можно объяснить изменением подъемной силы из-за изменения диаметра капли, скорости скольжения и распределения радиальной скорости обоих фазы. Настоящий вывод подтверждается результатами для потоков жидкость-жидкость от Zhao et al. [17] и Hua et al. [23] для того же диапазона
U¯ws
и β.

4.3 Течение керосина в наклонной трубе

Hamad et al. В работе [20] с помощью оптического зонда изучался водно-керосиновый поток с наклоном 5 ^o и 30 ^o от вертикали при L/D = 54. Объемная доля измерялась для
U¯ws
= 0,29 м/с и β = 9,2% и 18,6%.

На рис. 9(а) показан радиальный
ар
распределения объемной доли α ( r ) для углов наклона 0 ^o , 5 ^o и 30 ^o при
U¯ws
0,29м/с и два значения β = 9,2 и 18,6%.

Рис. 9.

Влияние наклона трубы на распределение объемной доли (а) (U _sw = 0,29 м/с, β = 9,2 %) [20], (б) (U _sw = 0,29 м /с, β = 18,6%) [20]. (c) распределение α(r) из Vigneaux et al. [24].

Результаты на рис. 9(a) и (b) показывают, что наклон имеет значительное влияние на распределение α ( r ). Капли керосина отделялись от воды, скопившейся в верхней части трубы, за счет гравитационного эффекта. Эффект увеличения β в наклонной трубе приводит к рассеиванию капель в нижнюю зону трубы за счет рециркуляционных ячеек движущихся капельных роев.

Настоящие результаты подтверждаются выводами, сделанными Vigneaux et al. [24] и Флорес и соавт. [25]. На рис. 9(c) представлены два набора экспериментальных данных, представленных Vigneaux et al. [24] в трубе, наклоненной под углом 15 ^o от вертикали. В первом случае β = 23 % и U _sw = 0,27 м/с, а во втором случае β = 40 % и U _sw = 0,21 м/с.

Реклама

5. Заключение

Результаты по профилям газосодержания из литературы показывают сложность поведения потока. Это отражается в различных типах профилей из-за локального взаимодействия между пузырьками и сплошной фазой. Это может быть связано с различными силами на границе раздела фаз, включая сопротивление, подъемную силу и виртуальную силу, а также с размером пузырьков и эффектом сжимаемости. Напротив, профили объемной доли для двухфазного потока жидкость-жидкость имеют аналогичную форму. Такое поведение может быть связано с более мелкими каплями, меньшим коэффициентом плотности, меньшей скоростью проскальзывания и несжимаемой природой жидкостей.

Результаты показывают, что полностью развитые условия для потока жидкость-жидкость могут быть достигнуты при более низком L/D по сравнению с потоком газ-жидкость. Это происходит из-за несжимаемой природы капель жидкости, которые имеют тот же объем, что и пузырьки газа, которые непрерывно расширяются из-за перепада давления в направлении потока.

Реклама

Благодарности

Авторы благодарят родительские учреждения за поддержку исследования.

Каталожные номера

1. 1. Хамад Ф.А. Исследование параметров непрерывной и дисперсной фаз в двухфазном восходящем потоке керосин-вода в вертикальной трубе [кандидатская диссертация]. Великобритания: Университет Брэдфорда; 2001
2. 2. Малнес Д. Коэффициенты скольжения и коэффициенты трения при пузырьковом режиме течения в вертикальных трубах, Отчет № КР-100. Кьеллер, Норвегия: Институт атомной энергии; 1966
3. 3. Серидзава А., Катаока И., Митиёси И. Турбулентная структура пузырькового течения воды: II. Местные свойства. Международный журнал многофазных потоков. 1975;2:235-246
4. 4. Митиёси И., Серидзава А. Турбулентность в двухфазном пузырьковом потоке. Ядерная техника и дизайн. 1986;95:235-267
5. 5. Ван С.К., Ли С.Дж., Джонс О.К., Лахи Р.Т. Трехмерная структура турбулентности и измерения фазового распределения в пузырьковом двухфазном потоке. Международный журнал многофазных потоков. 1987;13:327-343
6. 6. Лю Т.Дж., Банкофф С.Г. Структура воздушно-водяного пузырькового течения в вертикальной трубе-11. Доля пустот, скорость пузырьков и распределение пузырьков по размерам. Международный журнал тепло- и массообмена. 1993;36:1061-1072
7. 7. Ван дер Велле. Доля пустот, скорость пузырьков и размер пузырьков в двухфазном потоке. Международный журнал многофазных потоков. 1985;11:317-345
8. 8. Moujaes S, Dougall RS. Экспериментальное исследование спутного двухфазного течения в прямоугольном вертикальном канале. Канадский журнал химической инженерии. 1987;65:705-715
9. 9. Джонсон А.Б., Уайт Д.Б. Экспериментальное определение скоростей миграции газа с неньютоновскими жидкостями. Международный журнал многофазных потоков. 1993;19:921-941
10. 10. Накоряков В.Е., Кашинский О.Н., Бурдуков А.П., днорал В.П. Локальные характеристики восходящих газожидкостных течений. Международный журнал многофазных потоков. 1981;7:63-81
11. 11. Шпиндлер К., Бирер М., Лоренц Г., Эрхард А., Хане Э. Измерения в вертикальных газожидкостных двухфазных потоках с использованием оптоволоконного зонда. В: Труды Первой мировой конференции по экспериментальной теплопередаче, гидромеханике и термодинамике. Дубровник, Югославия; 1988. стр. 348-357
12. 12. Лю Т.Дж. Влияние размера пузырьков и длины входа на развитие пустот в вертикальном канале. Международный журнал многофазных потоков. 1993;19:99-113
13. 13. Фаррар Б., Бруун Х.Х. Компьютерный метод горячей пленки, используемый для измерения расхода в вертикальном потоке керосина и воды в трубе. Международный журнал многофазных потоков. 1996;22:733-752
14. 14. Хамад Ф.А., Имбертон Ф., Бруун Х.Х. Оптический зонд для измерений в двухфазном потоке жидкость-жидкость. Измерительная наука и техника. 1997;8:1122-1132
15. 15. Хамад Ф.А., Бруун Х.Х. Оценка скорости пузырьков/капель по одиночной нормальной горячей пленке, помещенной в двухфазный поток. Измерительная наука и техника. 2000;11:11-19
16. 16. Хамад Ф.А., Пирсьонек Б.К., Бруун Х.Х. Двойной оптический зонд для измерения объемной доли, скорости и размера капель в двухфазном потоке жидкость-жидкость. Измерительная наука и техника. 2000;11:1307-1318
17. 17. Чжао Д., Го Л., Ху С., Чжан С., Ван С. Экспериментальное исследование локальных характеристик водонефтяного дисперсного потока в вертикальной трубе. Международный журнал многофазных потоков. 2006;32:1254-1268
18. 18. Хамад Ф.А., Хе С., Хан М.К., Бруун Х.Х. Развитие двухфазного восходящего потока керосина и воды в вертикальной трубе после 9изгиб 0°. Канадский журнал химической инженерии. 2013a;91(2):354-367
19. 19. Хамад Ф.А., Хан М.К., Бруун Х.Х. Экспериментальное исследование двухфазного течения керосина и воды в вертикальной трубе с использованием термопленочного и двухоптического изгиба зонда. Канадский журнал химической инженерии. 2013b;91(7):1296-1311
20. 20. Хамад Ф.А., Альбарзенджи Д., Ганесан с. Исследование характеристик двухфазного течения керосин-вода в вертикальных и наклонных трубах. Канадский журнал химической инженерии. 2014;92(5):905-917
21. 21. Мансон Б.Р., Янг Д.Ф., Окииши Т.Х. Основы гидромеханики. 4-е изд. Нью-Йорк, США: John Willey & Sons, Inc.; 2002
22. 22. Шлихтинг Х. Теория пограничного слоя. Нью-Йорк, США: McGraw-Hill; 1979
23. 23. Hua L, Mi W, Ying-Xiang W, Yi-Xin M, Richard W. Измерения объемной доли нефти и распределения скоростей в вертикальных потоках нефти в воде с использованием ERT и локального зонда. Журнал Чжэцзянского университета. Наука. 2005;6A(12):1412-1415
24. 24. Vigneaux P, Chenais P, Hulin JP. Жидкость-жидкость течет в наклонной трубе. Журнал Айче. 1988;34:781-789
25. 25. Флорес Дж., Чен XT, Брилл Дж.П. Характеристика водонефтяного режима в вертикальной и наклонно-направленной скважине. Производство и оборудование SPE. 1999;14(2):94-101

Разделы

Информация об авторе

• 1. Введение
• 2. Определение объемной фракции/фракции пустот
• 3. Газ: распределение паровой фракции жидкости в вертикальных трубах 3 4

  3 4

  3 4

  .