értekezés - Szent István Egyetem

vízszintes csőben történő stacionárius egyenáramú áramlásnál (ha csak az impulzus-átadást
vizsgáljuk), 11 dimenzióval rendelkező változó szükséges az áramlás leírására. A
dimenziómentes változók (vagyis az egységdimenziójú hasonlósági kritériumok)
bevezetése esetén is 8 változó szükséges a rendszer leírására. Ha ezek közül 7 a független
változók száma és egy-egy változó hatásának értékeléséhez – adott esetben – 5 darab
mérési pont szükséges, akkor összesen 5 7 = 78125 mérési adat kell a hatványszorzat
kitevőinek meghatározásához.
Abramson stacionárius kétfázisú áramlásnál megfigyelte, hogy a turbulencia jóval a
kritikus 2300-as Reynolds szám alatt, akár 25-ös Reynolds-számnál is bekövetkezhet
(ABRAMSON 1952). Hasonló megállapításra jutottak még sokan mások is a cső
elhelyezésétől, a fázisáramok nagyságától és a fázisok fizikai tulajdonságaitól függően.
Folyadék és gáz együttes áramlása esetén rendkívül változatos áramlási formák
alakulhatnak ki, melyek között éles határ nem vonható. Ezen áramlási típusok, és a
rendszer jellemző adatai között egyértelmű összefüggést nem lehet megállapítani
(FARÁDY et al. 1964), ráadásul az általam vizsgált áramlás – az eddig vizsgált esetektől
eltérően – instacionárius.
A vizsgálatok ily nagy száma indokolja a részterületi és főként kísérletes kutatásokat, a
közelítéseket, valamint a leszűrt eredményeknek is csak bizonyos megszorítások melletti
érvényességét. Jellemző, hogy Grassmann cikke utolsó fejezetének e címet adja: „Warum
gelang es bisher noch nicht, das Problem der Zweiphasenströmung zu lösen” (Miért nem
sikerült még megoldani a kétfázisú áramlás problémáját)
A 3. ábra szemlélteti a különböző kétfázisú áramlási formákat vízszintes csőben
(BRAUER 1981a). Mindkét közeg ugyanazon irányban áramlik.
1. buborékos áramlás (bubble flow, Blasenströmung)
2. dugattyús áramlás (plug flow, Kolbenströmung)
3. rétegzett áramlás (stratified flow, Schichtenströmung)
4. hullámos áramlás (wavy flow, Wellenströmung)
5. csapkodó áramlás (slug flow, Schwallströmung)
6. dugós áramlás (plug flow, Propfenströmung)
7. gyűrűs áramlás (annular flow, Filmströmung)
8. diszpergált áramlás (spray flow, Nebelströmung) (ADLINGTON 1965)
Brauer és Martinelli szerint rétegzett áramlás kis sebességek esetén fordul elő. A
gázsebességet növelve először hullámok keletkeznek a folyadék felszínén (hullámos
áramlás), később szabálytalan torlóhullámok (csapkodó áramlás). Tovább növelve a
gázsebességet gyűrűs áramlás alakul ki. Buborékos áramlás megnövelt folyadéktérfogatarány
esetén alakulhat ki (HUHN, WOLF 1978). Diszpergált áramlás esetén kicsi a
folyadék-térfogatarány. Dugós áramlás esetén a gázdugók csaknem az egész
csőkeresztmetszetet kitöltik (ANDREUSSI, MINERVINI, PAGLIANTI 1993).
A 4. ábra a fent ismertetett áramlási képek előfordulását mutatja 13.75 mm átmérőjű
csőben a víz és levegő Reynolds számának függvényében (BRAUER 1981b).
A fenti irodalmi hivatkozások stacioner kétfázisú áramlásokat mutattak kisátmérőjű
csövekben. A vákuumos szennyvízelvezető rendszerben az összes fent említett áramlási
kép előfordulhat, a fenti képet azonban még összetettebbé teszi, hogy a csőátmérő
19