Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сұйықтық механикасында көп фазалы ағын - екі немесе одан да көп термодинамикалық фазалары бар материалдардың бір мезгілде ағыны. Бұл фазалар бір химиялық компоненттен (мысалы, су ағыны мен су буы) немесе бірнеше түрлі химиялық компоненттерден (мысалы, мұнай мен су ағыны) құралуы мүмкін. Фаза үнемі жалғасқан кеңістікті алып жатқан жағдайда үздіксіз болып саналады (фаза үнемі жалғастырылмаған кеңістікті алып жатқан жағдайда дисперсияға қарама-қарсы). Тұрақты фаза газ тәрізді немесе сұйық болуы мүмкін. Дисперсиялық фаза қатты, сұйық немесе газдан тұрады. Екі жалпы топологияны анықтауға болады: дисперстік ағындар және бөлінген ағындар. Біріншісі үздіксіз фазада таралған шекті бөлшектерден, тамшылардан немесе көпіршіктерден тұрады, ал екіншісі интерфейстермен бөлінген екі немесе одан да көп үздіксіз сұйықтық ағынынан тұрады. ХХ ғасырдың ортасында нуклеатты қайнатудың жетістіктері жасалды және бірінші екі фазалық қысымның төмендеу модельдері негізінен химиялық және процестік өнеркәсіптер үшін қалыптастырылды. Атап айтқанда, Локхарт пен Мартинелли (1949) екі фазалы ағынынан бөлінген көлденең фрикциялық қысымның құлдырау моделін ұсынды, бұл параметр әлі күнге дейін қолданылады. 1950-1960 жылдары аэроғарыш және ядролық секторларда жүргізілген қарқынды жұмыстар екі фазалы ағым бойынша қосымша зерттеулерді бастады. 1958 жылы екі фазалы ағындының алғашқы жүйелі зерттеулерінің біріне кеңес ғалымы Телетов қатысты. Бейкер (1965) тік ағын режимін зерттеуді жүргізді. 1970-ші жылдардан бастап, әсіресе мұнай өнеркәсібі жағдайында, әлемдік экономиканың мұнайға тәуелділігінің артуына байланысты, көп фазалы ағынды кеңінен зерттелді. 1980-ші жылдары көп фазалы ағынды модельдеуді әртүрлі құбырдың еңіс пен диаметріне және әртүрлі қысым мен ағындыларға сәйкес ағынды үлгілерін модельдеу арқылы көрді. 1990-шы жылдардағы есептеу қабілетінің жетістігі бірнеше фазалы ағынды модельдеудің күрделі модельдеу әдістерін қолдануға мүмкіндік берді, бұрын бір өлшемді проблемалармен шектелген ағындыларды үш өлшемді модельдерге итермелеуге болады.
In fluid mechanics, multiphase flow is the simultaneous flow of materials with two or more thermodynamic phases. These phases may consist of one chemical component (e. g. flow of water and water vapour), or several different chemical components (e. g. flow of oil and water). A phase is classified as continuous if it occupies a continually connected region of space (as opposed to disperse if the phase occupies disconnected regions of space). The continuous phase may be either gaseous or a liquid. The disperse phase can consist of a solid, liquid or gas. Two general topologies can be identified: disperse flows and separated flows. The former consists of finite particles, drops or bubbles distributed within a continuous phase, whereas the latter consists of two or more continuous streams of fluids separated by interfaces. In the mid 20th century, advances in nucleate boiling were developed and the first two phase pressure drop models were formed, primarily for the chemical and process industries. In particular, Lockhart and Martinelli (1949) presented a model for frictional pressure drop in horizontal, separated two phase flow, introducing a parameter that is still utilised today. Between 1950 and 1960, intensive work in the aerospace and nuclear sectors triggered further studies into two phase flow. In 1958 one of the earliest systematic studies of two phase flow was undertaken by Soviet scientist Teletov. Baker (1965) conducted studies into vertical flow regimes. From the 1970s onwards, multiphase flow especially in the context of the oil industry has been studied extensively due to the increasing dependence of petroleum by the world economy. The 1980s saw further modelling of multiphase flow by modelling flow patterns to different pipe inclinations and diameters and different pressures and flows. Advancements in computing power in the 1990s allowed for increasingly complex modelling techniques to modelling multiphase flow, flows that were previously limited to one dimensional problems could be pushed to three dimensional models.
Мысалдар мен қолдану
Көп фазалы ағын көптеген табиғи құбылыстарда тұрақты түрде кездеседі, сондай-ақ әртүрлі салаларда жақсы құжатталған және маңызды.
Multiphase flow occurs regularly in many natural phenomena, and also is well documented and crucial within various industries.
Табиғатта
Өзендердегі шөгінді тасымалдау көп фазалы ағынға жатады, онда суспензиядағы бөлшектер сұйық фазамен өзара әрекеттесетін дисперсиялық екінші фаза ретінде өңделеді. Кіші масштабтағы көп фазалы ағынның мысалы - саңылаулы құрылымдар. Кесінді құрылымды модельдеу Дарси заңының көмегімен көпіршікті орта арқылы көлемдік ағынды жылдамдықты есептеуге мүмкіндік береді, мысалы, тау жыныстары арқылы жер асты суларының ағысы. Тағы да мысалдар тірі организмдердің денелерінде, мысалы қан ағыны (плазма сұйық фазаны, ал қызыл қан жасушалары қатты фазаны құрайды. Сонымен қатар, адам ағзасының ішек жолындағы қатты азық-түлік бөлшектері мен судың бір мезгілде ағып өтуі.
Sediment transport in rivers is subject to multiphase flow, in which the suspended particles are treated as a disperse second phase which interacts with the continuous fluid phase. An example of multiphase flow on a smaller scale would be within porous structures. Pore structure modelling enables the use Darcy's law to calculate the volumetric flow rate through porous media such as groundwater flow through rock. Further examples occur within the bodies of living organisms, such as blood flow (with plasma being the liquid phase and red blood cells constituting the solid phase. Also flow within the intestinal tract of the human body, with solid food particles and water flowing simultaneously.
Өнеркәсіпте
Өңдеу технологиясының басым көпшілігі көп фазалы ағынды қамтиды. Өнеркәсіптегі көп фазалы ағынның кең таралған мысалы - сұйықтық төсегі. Бұл құрылғы қатты сұйық қоспаны біріктіріп, оны сұйықтық сияқты қозғалтады. Бұған судың электролизі, ядролық реакторларда көпіршік ағыны, жану реакторларында газ бөлшектерінің ағыны және целлюлоза және қағаз өнеркәсібіндегі талшықты суспензия ағыны мысал бола алады. Мұнай және газ өнеркәсібінде көп фазалы ағыс көбінесе мұнай, су және газдың бір мезгілде ағылуын білдіреді. Бұл термин химиялық инъекция немесе ингибиторлардың әртүрлі түрлері бар кейбір саладағы ағынның қасиеттеріне де қолданылады. Мұнай өнеркәсібінде бұрғылау сұйықтығы газды қатты фазадан тұрады. Бұдан басқа, мұнай құбырлары арқылы ағып жатқан кезде мұнай газ бен судың үш фазалы ағыны болып табылады.
The large majority of processing technology involves multiphase flow. A common example of multiphase flow in industry is a fluidized bed. This device combines a solid liquid mixture and causes it to move like a fluid. Further examples include water electrolysis, bubbly flow in nuclear reactors, gas particle flow in combustion reactors and fiber suspension flows within the pulp and paper industry. In oil and gas industries, multiphase flow often implies to simultaneous flow of oil, water and gas. The term is also applicable to the properties of a flow in some field where there is a chemical injection or various types of inhibitors. In petroleum engineering, drilling fluid consists of a gas solid phase. Furthermore, crude oil during flow through pipelines is a gas oil water three phase flow.