Локальные гидродинамические характеристики двухфазных газожидкостных потоков тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

МБ ОН

- г. СИ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ТЕПЛОФИЗИКИ

На правах рукописи УДК 532.529.5

Кашинский Олег Николаевич

ЛОКАЛЬНЫЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВУХФАЗНЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОТОКОВ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Специальность fll.04.14 - теплофизика и молекулярная физика

Новосибирск - 1994

Работа выполнена в Институте теплофизики Сибирского отделения РАН

Официальные оппоненты: доктор физ.-мат. наук О.В. Воинов

доктор физ.-мат. наук В.В. Козлов доктор технических наук Б.П. Миронов

Ведущая организация - Институт тепло- и массообмена АН Беларуси

(г. Минск)

Защита диссертации состоится "2/^) " 1954 г в ^^ часов

на заседании специализированного совета Д 002.65.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте теплофизики СО РАН (630090, Новосибирск, ул. Акад. Кутатсладос, 2, Институт теплофизики СО РАН).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института теплофизики. Автореферат разослан 1994 года.

Ученый секретарь специализированного / , /

совета, доктор физ.-мат. наук 1(,Л- \ Р.Г. Шарафутдинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Двухфазные газо- и парожидкостныс потоки находят широкое применение в современной технике, главным образом, в энергетике, химической технологии, биотехнологии, металлургии, добыче и транспорте нефти и газа. В связи с этом стоит задача создания и постоянного совершенствования методов расчета таких потоков, которые могут служить для надежного проекгарования работы соответствующего технологического оборудования. В связи со сложностью задач чисто теоретическое решение их не представляется в настоящее время возможным. Поэтому все имеющиеся методики расчета используют значительное количество эмпирической информации, полученной на основе эксперимента.

Многообразие геометрических и режимных параметров газожиокостных потоков делают невозможным получение обидах корреляционных зависимостей для глобальных параметров потока (таких как коэффициенты сопротивления и теплообмена, истинное газосодержание). Наиболее перспективным является использование в методах расчета эмпирической информации о локальной структуре течения. Проводимые в настоящее время в лабораториях разных стран экспериментальные исследования локальных характеристик газожвдкостных потоков, как правило, не связаны между собой, проводятся в достаточно ограниченном диапазоне параметров течения. Данные, полученные с применением различных методик измерения, часто являются противоречивыми.

В связи со сказанным представляется необходимым проведение широкой программы исследований локальной структуры газожвдкостных потоков в широком диапазоне параметров течения с использованием одних и тех же измерительных методик. Проведение такого цикла работ дает возможность получения большого объема экспериментальной информации о структуре газожидкостаого течения. Эта информация может послужить надежной основой для разработки современных методов расчета двухфазных потоков.

Целью работы является получение основных закономерностей локальной гидродинамики газожидкостных потоков в трубах в широком диапазоне геометрических и режимных параметров течения.

Научная повнзпа работы заключается в том, что автором впервые:

• разработана методика комплексного экспериментального исследования локальной структуры газожидкостных потоков па основе электродиффузионной диагностики с применением микродатчиков трения и скорости;

• проведен широкий круг экспериментальных исследований локальной структуры газожидкостных потоков в трубах различных диаметров и ориентаций в широком диапазоне расходных параметров и различных режимах течения;

• проведено исследования влияния размера газовой фазы на характеристики газожидкостного течения в различных режимах; разработано устройство дтм получения монодисперсного газожидкостного нашка;

• показано, что для восходящего пузырькового течения при малых скоростях жидкой фазы в вертикальной трубе характерно отсутствие осевой симметрии, проведено исследование характеристик асимметричного потока;

• показано, что в опускном пузырьковом течении происходит демпфирование турбулентных пульсаций трения и скорости в пристенной зоне по сравнению с однофазным потоком;

• проведено исследование условных характеристик восходящего снарядного течения методом осреднения по ансамблю реализаций, получена "средняя" крупномасштабная структкра течения в жидких пробках;

• проведено исследование "ламинарного" пузырькового течения в трубе в области докритических чисел Рейнсшьдса, получены данные по развитию средних и пульсационных характеристик течения при изменении скорости жидкости и газосодержания;

• проведено исследование характеристик газожидкостного течения в наклонном плоском канале, получены данные по влиянию ориентации канала на структуру течения;

• проведено исследование компонент пульсаций скорости, рсйнольдсовых напряжений и пространственных корреляций пульсаций трения в газожидкостном потоке в различных режимах;

• проведено исследование распределения скорости жидкости в пристенной зоне газожидкостного течения, показано что универальный однофазный "закон стенки" выполняется только в режимах, в которых отсутствует пик газосодержания вблизи стенки.

Выполненный комплекс научно-исследовательских работ по изучению локальных гидродинамических характеристик газожидкостных потоков может быть признан в качестве нового научного направления в области термогидродинамики многофазных систем, имеющего важное народнохозяйственное значение.

Практическая ценность работы. Результаты исследования закономерностей газожидкостного потока в широком диапазоне условий могут быть использованы при создании и аппробации новых методов расчета двухфазных течений.

Аппробацвя работы. Результаты работы докладывались на II, III и IV Всесоюзных совещаниях "Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности (Новосибирск, 1976, 1980, 1981), VI, VII и VIII Всесоюзных конференциях по теплообмену и гидравлике при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов (Ленинград, 1979, 198S, 1990), Секции Совета ГК1ГГ "Надежность котельных поверхностей нагрева и актуальные вопросы теплообмена и гидравлики" (Подольск, 1984), Международной школе-семинаре "Современные методы исследования процессов тепло- и массообмена" (Минск, 1987), I Минском Международном форуме по теплообмену (Минск, 1988), Всесоюзном совещании "Гидродинамика и процессы переноса в

биорсакгорах" (Новосибирск, 1989), Бессоюзной конференции 'Теплообмен в парогенераторах" (Новосибирск, 1989), Всесоюзном научно-техническом совещании "Средства и системы автоматического контроля в цветной металлургии" (Свердловск, 1991), Международном семинаре по пристенной турбулентности (Дубровник, 1988), Советско-американском симпозиуме по многофазным потокам (Чикаго, 1991), I, II, III Международных симпозиумах по электродиффузионной диагностике потоков (Прага, 1990, Дубна, 1991, Дурдан, 1993).

Публикации. По материалам работы опубликована 51 печатная работа.

Объем работы. Диссертация общим объемом 331 стр. состоит из 9 глав, введения и заключения. Рисунков - 185. Список литературы 316 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В цервой главе рассмотрено современное состояние теоретических и экспериментальных исследований структуры газожидкостных потоков. В многочисленных теоретических исследованиях сформулированы основные системы уравнений двухфазных потоков. К ним относятся работы Телетова, Рахматулина, Кутателадзе, Дюнина, Борщевского, Воинова, Нишатулина, Иппш, Делэ и др.

На основе данных систем уравнений разработаны многочисленные методы расчета. К простейшим относятся методы Бэнкова, Зубсра и Финдлся, Уоллеса. Данные методы основаны на простейших физических моделях потока (гомогенная модель, расслоенное течение).

В связи с развитием экспериментальных исследований внутренней структуры двухфазных потоков началось развитие двумерных моделей течения, учитывающих неравномерность распределения гидродинамических параметров течения. К первым из таких моделей относятся модели Субботина, Ибрагимова, Еобкова и др. Распространение предельных относительных законов трения на двухфазные потоки выполнено Леонтьевым, Полонским и др., Гориным.

Метод расчета профилей скорости жидкости и трения на стенке в двухфазных потоках, основанный на известном распределении локального газосодержания по сечению, предложен Сато, Секогучи. В этой модели используется гипотеза об аддитивности пульсаций скорости, связанных с собственной турбулентностью жидкости, и вызванных относительным движением газовой фазы. .Аналогичный подход, основанный на обобщении гипотезы длины пути смещения на двухфазные потоки, предложен Кларком и др.

Анализ распределения газовой фазы по ссчению трубы, основанный на рассмотрении процесса миграции пузырей газа под влиянием гидродинамических сил различной природы выполнен в работах Лахи и др., Бейерлейна и др., Зуна. Эти методы являются наиболее совершенными, поскольку позволяют определить распределение всех параметров течения по сечению канала по заданным расходным параметрам жидкости и газа.

Несмотря на наличие большого количества методов расчета двухфазных течений, задача теоретического описания таких потоков не может считаться решенной. Все существующие методы требуют большого колщтсета эмпирической информации. Кроме ?гого, указанные методы позволяют предсказать только наиболее общие закономерности поведения двухфазных течений.

Первая попытка экспериментального исследования распределения фаз в газожвдкостном потоке была выполнена Нилом и Бэнковом. Далее аналогичные работы в широком диапазоне параметров проводились Субботиным и др, Делэ, Херрингом и Дэвисом, Аоки и Ину и др. Подробное экспериментальное исследование структуры восходящего газожидкостаого потока в трубе выполнено Серизавой и да. Было проведено измерение локальных газосодержаний, скоростей фаз, интенсивности турбулентности скорости жидкости. Исследование структуры опускного газожидкостаого течения выполнено Ганчевым и Перссадько. Пульсадионные характеристики течения исследовались Теофанусом и Сулливаном, Вонгом, Лахи и др.

Газожидкостное течение в снарядном режиме подробно исследовалось Субботиным, Похваловым и др., Фокиным, Аксеяьродом и др., Квернвольдом, Даклером и в раде других работ.

Подробное исследование характеристик газожидкостного течения в вертикальных и горизонтальных трубах различных диаметров выполнено Накоряховым, Бурдуковым и др.

К числу основных методов экспериментального исследования двухфазных потоков относятся резистивный датчик газосодержания, оптический датчик газосодержания, термоанемометр, лазерный доплеровский измеритель скорости. Развитию этих методик посвящено большое количество отечественных и зарубежных работ. К сожалению ни один из указанных методов не является достаточно универсальным, для получения детальной информации о структуре потока необходимо применять комбинацию различных методик.

В качестве основной методики исследования структуры газожидкостных потоков в данной работе использован электродиффузионный метод. Изложению основ этого метода посвящена вторая глава. Данный метод, который первоначально назывался электрохимическим, бил предложен в работах Ханратги и др. и Накорякова и др. для измерения трения на стенке в потоках жидкости и в газожидкостных течениях. Для измерения скорости жвдкости данный метод развивался в работах Ранца, Попова, Покрывайло и др., Нигматуллина и Габсалямова. Дальнейшее развитие данной методики проводилось в работах Накорякова, Бурдукова и др., Делуи и Триболле, Графою, Мартемьянова и др., Гешева и многих других.

Существо метода заключается в измерении скорости массопереноса активных ионов к датчику - микроэлектроду, находящемуся в потоке. В качестве рабочей жвдкости используется раствор определенного состава, в котором может протекать быстрая обратимая окислительно-восстановительная электрохимическая реакция. В данной работе использовался раствор солей ферри- и ферроцианвда калия и едкого натра в дистиллированной воде. Вследствие малой концентрации указанных веществ по своим физическим свойствам раствор практически не отличается от воды. Схема измерения напряжения трения на стенке с

ч(у)

Рис. 1. Схема электродиффузионного метода. 1- датчик, 2 - анод, 3- источник напряжения, 4- усилитель, 5-выход. _

использованием электродиффузионного метода представлена на рис. 1.

Элскгродиффузионный датчик скорости представляет собой тонкую иглу из платиновой проволоки, покрытую стеклом, торец проволоки обращен навстречу потоку. Второй электрод много больших размеров (анод) помешается в любом месте канала. При измерении напряжения трения на стенке использовались датчики в виде платановой проволоки или пластинки малых размеров, заделанные в стенку трубы и зашлифованные заподлицо с поверхностью. Такие датчики не вносят гидродинамических возмущений в поток. Минимальный размер использованных датчиков трения составлял 20*200 мкм, диаметр датчиков скорости на рабочем торце составлял 40 - 60 мкм.

При работе в двухфазном потоке датчик скорости нахошггся попеременно то в жидкой, то в газовой фазе. В момент нахождения датчика в жидкости его ток определяется мгновенным значением скорости жидкости. При вхождении датчика в газовую фазу электрическая цепь размыкается и ток падает, что позволяет определить по сигналу датчика характеристики газовой фазы и локальное газосодержание.

Использование электродиффузионного метода для измерений в газожидкостных потоках потребовало разработки большого количества нестандартной измерительной аппаратуры для предварительной обработки сигналов датчиков. Эта аппаратура описана в третьей главе. Здесь же приведено описание использованного п работе измерительно-вычистаггельного комплекса, а также программного обеспечения эксперимента.

С помощью электродиффузионной методики выполнен большой комплекс измерений локальных характеристик газожвдкостных течений в трубах различных размеров и ориентации. В результате получены следующие основные характеристики потока: локальное газосодержание, скорость жидкой фазы, напряжение трения на стенке, интенсивность пульсащш lpemw и скорости, спектральные плотности пульсаций этих величин.

Результаты исследования восходящего i-азожцдкостаого чечения в вертикальной трубе изложены в четвертой главе. Как хорошо известно, структура газожидкостного потока существенно зависит от ориентации канала и направления

движения фаз, а также от----------

режима течения. В качестве

примера на рис. 2 пред- Tw' т° 1 1 1 ' 1 1 1 ставлены результата измере- . _ V =0 79 m/s

ния напряжения трения на стенке в трубе диаметром 86.4 мм. Здесь т,„ - напряжение трения на стенке в двухфазном потоке, т0 - напряжение трения в однофазном потоке с тем же значением приведенной скорости жидкости V, , р -расходное обьемное газосо-дсржанис. В восходящем пузырьковом течении при снупюм длижении жидкости и газа 11 бишшинстве случаев происходит концентрация

о - V, =0.79 m/s

• - V,=1.06 m/s

* - V,=2.05 m/s

о

w

О 0.2 0.4 0.6 Р

Рис. 2. Напряжение трения на стенке в восходящем двухфазном печении. 1- зависимость ¡Арманда.

0.1

0.051]

о/и, 0.8 0.6 0.4 л

<??0.2

У,=0.79 м/с р=0.02

а,=1мм

Ц о 0.2 0.4 0.6 0.» у/Я

-о—о-о-о-оо-

а 0.2

0.15

0.1 1

?о

0.05

и/ц

0.8

0.6 ' 0.4

I

ал

.¿У-й-

V, =0.79 м/с р=0.02

^ =2 мм

Л

0.2 0.4 0.6 0.8 у /К

0 0.2 0.4 0.6 0.8 У/Я

0 0.2 0.4 0.6 0.8 у /Л

Рис. 3. Локальное газосодержание и скорость жидкости.

газовой фазы вблизи стенки трубы. Были проведены детальные исследования этого явления, причем большинство экспериментов проводилось с использованием специально разработанных смесителей, обеспечивающих создание газожидкостного потока с фиксированным размеров пузырей газа. Измерения локального газосодсржания показали наличие резких максимумов концентрации газа вблизи стенки. При этом происходит сильная деформация профилей скорости жидкости, в особенности, в пристенной зоне. Профиль становится более заполненным, чем в однофазном течении, и это приводит к значительному повышению напряжения трения на стенке по сравнению с однофазным потоком. На рис. 3 приведены результаты измерения локального газосодержания а и скорости жидкости и при одних и тех же значениях приведенной скорости жидкости и расходного газосодержания, но с различными размерами пузырей газа с^. и1 - скорость жидкости на оси, у - расстояние от стенки, Я - радиус трубы. Увеличение размера пузырей приводит к значительному повышению локального газосодержания в пике и к деформации профиля скорости.

Интересной особенностью восходящего пузырькового течения в вертикальной трубе является отсутствие осевой симметрии течения, даже если труба располагается строго вертикально и подача газа на входе производится осесимметрично. Визуальные наблюдения потока показали, что достаточно близко от смесителя пузырьки газа прижимаются к одной из стенок трубы и затем движутся вдоль нес. Такая картина стабильно сохраняется в течение длительного времени. Измерение профилей скорости жидкости в восходящем пузырьковом течении, проведенное в одном и том же сечении, четко показывает трехмерную структуру течения. Приведенные результаты позволяют проанализировать причину возникновения асимметричного распределения трения на стенке. Боковая сила, действующая на пузырь газа, пропорциональна его размеру и градиенту скорости жидкости. Таким образом, большая концентрация пузырей будет при прочих равных условиях наблюдаться в области с большим градиентом скорости жидкости. В свою очередь, повышенная концентрация пузырей вблизи стенки

приводит к возрастанию скорости жидкости и, следовательно, градиента скорости около стенки. Это - "эффект печной трубы", отмеченный ранее в ряде работ. Таким образом, локальный максимум газосодержания и градиент скорости жидкости имеют суммарное действие, приводящее к дальнейшей концентрации пузырей в этой точке. В начальный (по времени) момент формирования двухфазного потока, сразу пекле включения режима в установке, неизбежно возникает слабая асимметрия течения, Вызванная флухтуациями распределения газосодержания по сечению. В данных условиях эта начальная малая несимметрия будет развиваться, формируя описанную выше структуру.

Для того, чтобы описанный выше механизм привадил к асимметрии течения, необходимо, чтобы газовая фаза существенно деформировала профиль скорости жидкости. Это будет иметь место при определенной, не очень малой, концентрации газа и при малых скоростях жидкости. При малых расходных газосодержаниях профили были, как правило, симметричны. При больших значениях расходного объемного газосодержания распределение трения по периметру вновь становится более симметричным. Здесь начинает играть роль другой эффект. В проведенных опытах не наблюдалось газосодержание в пристенном пике более 0.48. Таким образом, существует некая сила, препятствующая более плотному сближению пузырей. При достижении такой концентрации в точке максимума дальнейшего повышения газосодержания в этой точке не происходит, и это ведет к более равномерному заполнению пузырькового подслоя. Нельзя исключить, что каким-либо иным способом организации, пузырькового течения можно было бы создать осесимметричнос течение в данном диапазоне параметров. Однако, можно с полной уверенностью утверждать, что несимметричное течение является более устойчивым и предпочтительно реализуется в экспериментах.

Многочисленные эксперименты, выполненные на трубах двух диаметров с различными размерами газовых пузырей показали, что характерные свойсива газожидкостного течения более резко выражены в случае монодисперсного течения, когда все пузыри имеют одинаковый размер. В частности, реализуются режимы, когда практически весь газ собирается в тонком кольцевом слое жидкости вблизи стенки, а ядро течения не содержит газовой фазы. Это дает возможность направенного изменения свойств двухфазного потока с целью получения заданных характеристик устройства.

Результаты исследования опускного газожидкостного течения в вертикальной трубе приведены в пятой главе. В случае опускного газожидкостного течения, когда жидкость и газ движутся вниз в вертикальной трубе, имеет место обратный эффект концентрации газа в центральной части трубы, тогда как пристенная область свободна от пузырей газа. Вблизи стенки газосодсржание практически равно нулю, затем на некотором расстоянии от стенки наблюдается его быстрый рост, и в центральной части трубы а практически постоянно. С ростом приведенной скорости жидкости пузыри газа начинают совершать под действием возрастающих пульсаций скорости жидкости интенсивное колебательное движение в поперечном направлении и подходят на более близкое расстояние к стенке. В режимах с большими расходнами газосодержаниями имеет место небольшой локальный максимум а на некотором расстоянии от стенки.

Скорость жидкости в опускном пузырьковом течении образует более заполненный по сравнению с однофазным течением профиль (Рис. 4). В центральной части трубы имеется область с практически тхлоянной скоростью. На расстоянии от стенки 1 - 1.5 мм в большинстве режимов существует слабый, но

и, м/с 1.2

0.8

0.4

¿й Л Д Д ДА

г> л л

ооэ о о о о 00

§ д-У = 1.0 м/с ^ О -У = 0.75 м/с § 7-У = 0.5 м/с

10

20 у, мм

0.1 0.2

у, мм

четко выраженный локальный максимум скорости, превышение скорости в этой точке над осевой доходит до 10%. Падение скорости от максимальной до нулевой на стенке происходит в достаточно узкой зоне. Эта область больших градиентов скорости вблизи стенки практически свободна от пузырей газа, что подтверждает наличие боковой силы, действующей на пузырь и направленной к стенке трубы.

До последнего времени оставался спорным вопрос о величине напряжения трения на стенке в опускном течении. Прямые измерения трения (рис. 5) показали, что во всех случаях значения напряжения трения на стенке т„ в двухфазном потоке выше соответствующего значения т0 в однофазном потоке с той же приведенной скоростью жидкости. При этом измеренные значения оказываются намного выше значений, даваемых общепринятыми методами расчета (например, методами Арманда или Локжарта-Мартинелли). Следует отметить также, что величина т„ повышается в одном и том же режиме при увеличении размеров пузырей газа. Показано хорошее совпадение измеренных значений трения в опускном течении с расчетом Кларка и Флеммера (1985). Сравнение измеренных значений трения т„, с расчетными тс приведены на рис. 6.

Рис. 4. Профили скорости жидкости в опускном течении. Р=0.04, <£=1.7 мм.

4

3 2 1 0

о • - ]

- А * - 2

о ■ -3 •

. О ♦ -4 0 •

о •д

° % А

° 0% »

0.1

(П 0.3 р

Рис. 5. Напряжение трения на стенке в опускном пузырьковом течении. 1 - V, =0.5 м/с, 2 - V, =0.75 м/с, 3 - У, = 1.0 м/с, 4 - У, = 1.25 м/с, 5 - зависимость Арманда.

0

1

з т„/т0

Рис. (>. Сравнение измеренных значений напряжения грсния на стенке с расчетом Кларка и Флеммера.

u'/u

0.3

0.2

0.1

о - i •- 2 д- 3

х- 4

Ш

О 02 0.4 0.6 0.8 у/К

Рис. 7. Интенсивность пульсаций скорости в опускном течении. 1 -У,=0.3 м/с, р=0.06б, 2 - У,=0.4 м/с, р=0.040, 3 - V, =0.5 м/с, р =0.046, 4 - У, =0.4 м/с, р=0.

t. с

Рис. 8. Скорость жидкости вблизи стенки в однофазном потоке (а), и в опускном пузырьковом течении (б). V, = 0.5 м/с.

Результаты измерений шгген-сивности пульсаций скорости жидкости и', приведенные на рис. 7, показали, что в центральной части трубы степень турбулентности и'/и больше, чем в однофазном потоке (р=0). Это связано с возмущающим действием пузырьков, вызванным их относительным движением. Интересно поведение пульсаций вблизи стенки, где пузыри газа отсутствуют. Значения и'/и в этой области могут бьпъ значительно меньше, чем в однофазном потоке. Таким образом, в нисходящем двухфазном течении существует демпфирующее влияние газовой фазы, снижающее турбулентные пульсации жидкости. На рис. 8 даны характерные записи поведения во времени скорости жидкости в однофазном потоке и в опускном пузырьковом течении. Следует отмстить, что эффект подавления пульсаций наблюдается в пристенной зоне, свободной от пузырей газа. Таким образом, мы имеем дело не с локальным поглощением турбулентной энергии жидкости межфазной поверхностью пузыря, а с некоторым глобальным эффектом. По-видимому, газонасыщенное ядро, существующее в центральной части трубы, препятствует развитию крупномасштабных турбулентных пульсаций жидкости, размер которых определяется характерным размером труби.

Важной особенностью опускного пузырькового течения является то. что скорость

u/u, 20 15 10 5 0

V = 0.75 м/с

d,= 1.5 мм

о -р=0

Jf а -р =0.026

О -Р =0.052

• -р = 0.11

10

100

Pite. 9. Скорость "закона стенки"

жидкости в

yu,/v

координатах

жидкости в пристенной области удовлетворительно описывается "универсальным" полулогарифмическим распределением для однофазного течения (Рис. 9). и, = -/ту,/р - динамическя скорость, р и V - плотность и вязкость жидкости. В то же время в большинстве режимов восходящего пузырькового течения данная закономерность отсутствует.

Наиболее ярко крупномасштабная структура двухфазного потока выражены в случае снарядного газожидкостного течения, когда в потоке происходит чередование больших газовых пузырей - снарядов и газонасыщенных жидких пробок. Исследования снарядного течения приведены в шестой главе. Практиковавшийся ранее осредненный подход, когда рассматривовались только осредненные характеристики течения, не является в данном случае эфективным, и следует проводить анализ реальной структуры потока во времени. Записи напряжения трения на стенке и скорости на оси трубы демонстрируют наличие двух типов пульсаций - более низкочастотных, связанных с собственной турбулентностью жвдкости, и низкочастотных, определяемых периодическим чередованием фаз.

Для детального изучения структуры течения было проведено измерение характеристик течения в моменты прохождения газовых снарядов и жидких пробок методом условной выборки. Для этого в одном измерительном ссчешш помещались два датчика скорости и датчик знакопеременного трения на стенке. Первый датчик скорости располагался на оси и служил индикатором фазы, т.е. служил для выделения моментов прохождения в данном сечении газовых снарядов и жидких пробок. Второй датчик скорости служил для измерения профиля скорости жидкости и мог перемещаться от стенки до оси трубы. Для проведения опытов реализовывалось снарядное течение, в котором длины газовых снарядов и жидких пробок были постоянны с точностью не хуже 10%. Сигналы всех трех датчиков усиливались и заносились в цифровом виде в оперативную память ЭВМ. В начале эксперимента определялась наиболее вероятная длина газового снаряда. В дальнейшем при каждом значении поперечной координаты датчика скорости производилась запись скорости и трения в 20 точках вниз по пагоку, а для трения и в 20 точках вверх по потоку, считая от донышка снаряда. Общая длина зондирования совпадала с длиной жидкой пробки. Затем производилось осреднение полученных данных по ансамблю, включающему 50 снарядов. Такая же процедура повторялась для нопого положения датчика скорости. В результате получался двумерный массив соответствующих гидродина-мичсских характеристик. Задавая номер продольного или поперечного сечения, можно было получить требуемый профиль.

Измерение скорости жидкости в жидкой пробке для двух положений датчика скорости - на оси и на расстоянии 1 мм от стенки -показали, что существует вихревая зона, расположенная непосредственно за газовым снарядом. Причем длина ее не зависит ни от скорости

у, ии

Рис. 10. Поперечные профили скорости в жидкой пробке.

несущей фазы, ни от длины снаряда и определяется, вероятнее всего, только относительной скоростью всплытия снаряда по формуле Тейлора. Для трубы диаметром 15 мм скорость всплытия равнв 0.132 м/с, длина зоны рециркуляции равна двум диаметрам трубы. Интенсивность вихря такова, что скорость жидкости на оси для и„=0.5 м/с и и,, =0.65 м/с почти в два раза превышает скорость снаряда из. С увеличением иа до 1 м/с скорость на оси на расстоянии от донышка снаряда порядка одного калибра снижается до 1.5 и, .

На рис. 10 приведены графики эволюции мгновенных поперечных профилей скорости жидкости для иб = 0.5 м/с в нескольких сечениях, где х - продольное расстояние от донышка газового снаряда. Из общего количества (20 сечений) выбраны наиболее характерные, шаг между сечениями равен 5 мм. Сплошной линией нанесена расчетная зависимость для степенного распределения скорости с показателем степени 6.6. Из графика видно, что профиль скорости в начальных сечениях деформирован и имеет точку перегиба. Это является следствием двух факторов - наличием циркуляционной зоны за снарядом и стекающей кольцевой пленкой жидкости. Далее профиль скорости быстро заполняется и стабилизируется. Установившийся профиль скорости является более заполненным, чем классический однофазный. Быстрое заполнение профиля скорости, по-видимому, объясняется наличием вторичного вихря (или системы вихрей), примыкающего к основному и имеющего направление вращения от стенки к оси. Этот эффект достаточно четко виден на рисунке. С целью подтверждения измеренных профилей скорости вычислялась средняя скорость во всех 20 сечениях прямым интегрированием профиля. Средняя скорость и сохраняется постоянной во всех сечениях, кроме первых десяти. Некоторое превышение и в начальных сечениях объясняется наличием обратных течений и увеличением поперечной составляющей скорости в вихревой зоне.

Вертикальный снарядный режим течения характерен тем, что в области свободно стекаючгей пленит жидкости между газовым снарядом и стенкой могут познихагь обртные течения. Для измерения касательного напряжения на стенке (с учетом знака) использогкшся двойной датчик трения. Графики распределения ху, ни стенке под газовым снарядом и в жидкой пробке приведены на рис. 11 для различных режимов течения. Газсг.ые снаряды и жидкие пробки имели одинаковую ляш!у. Из графика видно, что напряжение трения быстро переходит пудекое значение и достигает максимальной отрицательной величины вблизи донышка снаряда. В жидкой пробке трение быстро восстанавливается. С увеличением скорости снаряда переход к отрицательному значению напряжения трения затягивается и точка максимума смещается за границу газового снаряда в область жидкой пробки. Амплитуда изменения величины трения зависит и от скорости, и от д-шны снаряда.

Измерение пульсаций трения на стенке под газовым снарядом и в лачкой пртбке показали, что уско-

Ьг.Пя 2 1 О -1 -2

|Гис. И. Напряжение трения на стенке, 1под гаоопыми снарядами и и жидких; I пробках. |

V, = 0.5 м/с ! 1

2 * 1 ' • - 1 О !

• А - 2 ' V

о-з

1 • ••• •• * „о . _

• . „о 0= 1 ? °8 ОйЗ*

ее ¿"> ° ¡1

0 0.5 0.9 036 0.98 Р

Рис. 12. Интенсивность пульсаций

напряжения трения на стенке в

горизонтальном течении. 1 - верхним датчик,

2 - боковой, 3 - нижний.

ряющиися поток жидкости в пленке стабилизирует пульсации трения. Затем происходит резкое возрастание уровня пульсаций, причем начало роста пульсаций трения опережает границу газ-жидкость на величину порядка диаметра трубы. Это, вероятно, связано с наличием волн на поверхности газового снаряда вблизи донышка.

Распространенным является предположение о равномерном распределении газовой фазы по объему жидкой пробки. Прямые измерения показывают неправомерность такого предположения. Максимум газосодержания а находится на расстоянии

от стенки, примерно равном половине радиуса трубы. При этом большая часть газовой фазы сосредоточена в области, примыкающей к донышку газового снаряда. Это связано с тем, что скорость пузырей выше, чем скорость снаряда. Кроме того, наблюдаемое распределение газосодержания также вызвано тороидальным вихрем, находящимся за донышком снаряда. Эгот вихрь захватывает газовые пузырьки и увлекает их, не давая им слиться со снарядом.

Для горизонтального газссжидкостного потока характерна существенная асимметрия течения, поскольку газовая фаза стремится занять верхнюю часть сечения трубы. Эта асимметрия становится меньше при повышении приведенной скорости жидкости. Интенсивность пульсаций трети на стенке приведена на рис. 12 для различных режимов потока. Наибольшее значение пульсаций достигается на верхней образующей трубы в развитом снарядном режиме течения.

Результаты измерения турбулентных характеристик газожидкостных течений приведены в седьмой главе. С помощью алектро-диффузионного двойного датчика вектора скорости проведены измерения продольной и поперечной компо-

и /и,

V'/», о-1ь- 3

.2 а - 4

0.2 °о О о ООО о о о

о°о°° ИУиЧ'

(м/с У

0.1 2

- 2 А • а

л 1

0

*, , , -

У,= 0.5 м/с Р =0.046

6 у, мм

Рис. 13. Компоненты пульсаций скорости (а) и рейнолвдеовы напряжения (б) в восходящем пузырьковом течении. 1,2 - и'/и,, 3,4 - У/и,, 1,3 -двухфазный поток, 2,4 - однофазный поток.

К

1 ? *-р=0.0

0.8 ê* л - Р =0.05 '<£ а - р = о.1

0.6 0.4 Д о - В = 0.2 • а . ° ê • V,= 0.6 м/с л • 0 Ой* □Û** °° 0 DO о О 0

0.2 0

0 5 10 15 х, мм

Рис. 14. Продольные корреляции

пульсации напряжения трения на

стенке.

нент пульсаций скорости и' и V в пузырьковом и снарядном режимах течения (Рис. 13). Показано, что в случае двухфазного течения имеет место преимущественное возрастание интенсивности продольной компоненты пульсаций скорости при относительно небольшом увеличении поперечных пульсаций. Таким образом, турбулентность в газожвдкостном потоке является в меньшей степени изотропной, чем в однофазном течении.

Одним из преимуществ электродиффузионного метода является относительная простота изготовления датчиков и первичной электронной аппаратуры. Это дает возможность применения многоканального варианта элекгродиффузионного метода с использованием большого количества датчиков трения и скорости. На рис. 14 приведены результаты измерения коэффициента пространственных корреляций пульсаций напряжения трения на стенке 11и в продольном направлении (х - продольная координата). В этих измерениях использовалась 32-канальная измерительная система, позволяющая производить одновременный опрос соответствующего числа датчиков. Результаты показывают, что масштаб продольной корреляции уменьшается с ростом расходного газосодержания. Это, по всей видимости, связано с разрушением пристенных турбулентных вихрей движущимися вблизи стенки газовыми пузырями.

Использование многоканальной измерительной системы позволяет проводить измерение структуры течения одновременно во многих точках потока. Это может оказаться весьма существенным при изучении газожидкосгных Пашков в сложных условиях, когда поток не обладает достаточной устойчивостью во времени, а также в случае нестационарных расходов фаз.

В восьмой главе приведены результаты исследования "ламинарного" пузырькового течения в вертикальной трубе. В предыдущих работах, как ¡травило, газожидкостное течение реали-зовывалось при значениях чисел Рейнольдса, соотвстствуюпщх турбулентному режиму. При 'ном турбулентность жидкой фазы обуславливалась как собственной турбулентностью жидкости, генерируемой стенкой, так и пульсациями, генерируемыми относительным движением пузырей газа. Предстанляет интерес изучение двухфазного потока при докртнческих числах Рейнолвдса, когда первая состаляющая отсутствует. Для реализации такою течения исполь-!овач;>сь жидкость повышенной вязкости. получаемая путем добавки

у, мм

Рис. 15. Профили скорости жидкости.

Па

2 1

У = 0.32 м/с

Л

[* ' 0.16 м/с

—8оо—о-е'

а

02 0-1 ХуЧ а - 2 о • о • - 3 V V - 4 v • ^

0.1 0 * %

0 2 4 6 у, им

Рис. 17. Профили локального

газосодержания. 1 - У,=0.16 м/с, р

=0.05, 3 - У,=0.16 м/с, р=0.2, 2 -

У,=0.32 м/с, р=0.05, 4 - У,=0.32 м/с, р

=0.2.

О 0.05 0.1 0.15 р

Рис. 16. Напряжение трения на стенке в "ламинарном" течении.

глицерина к стандартному раствору, используемому для электродиффузионного метода. Результаты измерений профилей скорости жидкости в

"ламинарном" пузырьковом течении приведены на рис. 15. По мере увеличения расходного газосодержания происходит плавная деформация профилей скорости от однофазного параболического (линия 1) к более заполненным двухфазным. Такого плавного развитая течения не удавалось получить при использовании воды в качестве жидкой фазы, поскольку в этом случае профиль скорости резко выпояаживался и течение становилось асимметричным. Результаты измерений напряжения трения на стенке при докритических числах Рейнольдса приведены на рис. 16. Эксперименты проводились для двух типов газожидкостных смесителей, позвалявншх получать в одном и том же режиме различные размеры пузырей газа (светлые и темные точки, соответственно). Увеличение размеров пузырей приводит в данном случае к уменьшению величины напряжения трения на стенке. Результаты измерений распределения локального газосодержания по сечению (Рис. 17) показывают, что и в "ламинарном" пузырьковом течении происходит концентрация газа в пристенном пике, однако точка максимума газосодержания отстоит от стенки на расстоянии, примерно равном диаметру пузыря. В то же время в опытах в развитом турбулентном течении это расстояние равнялось радиусу пузыря.

Измерение пульсационных характеристик течения показало, что во всех случаях существует максимум интенсивности пульсаций скорости вблизи стенки. Этот максимум существует даже в тех режимах, где отсутствует выраженный пик газосодсржания вблизи стенки. В экспериментах не обнаружено прямой корреляции между локальным газосодержанием и значением пульсаций локальной скорости жидкости. Таким образом, развитие пульсаций в "ламинарном" течении следует воспринимать как некоторый коллективный, а не локальный эффект. В целом пузырьковое течение при докритических числах Рейнольдса оказывается сходным по основным характеристикам с полностью развитым турбулентным двухфазным течением.

В девятой главе приведены результаты исследования гдзожидкостного течения в сложных гидродинамических условиях, более близких к условиям

п/и,

15 10 5 0

д-Р=0 ▼ -9 =-10°

/

& х-е = о° • - е = 50» Ь -в = 9С

10

100

уи,/v

Рис. 18. Профили скорости жидкости в канале.

и'/п, 3 2 1 0

• ? Ч " « Х° ° ° О с

/""»»V, X д . » *

X - Р= 0

о - е = 10°

▼ -6 = 50° А - в = 90°

О 20 40 60 80 УЧ./У

Рис. 19. Интенсивность пульсации скорости жидкости._

течения в реальных технологических аппаратах. К ним относятся течение аэрированной жидкости в сосуде с турбинной мешалкой (модель биореактора), пузырьковое течение в наклонном плоском канале, а также закрученное газожвдхостное течение в трубе. Примеры измерений скорости жидкости в наклоним канале приведены на рис. 18. Видно, что при изменении ориентации канала (8 - угол между осью канала и вертикалью) происходит значительная деформация профилей скорости, во всех случаях измеренные профили отклоняются от однофазного полулогарифмического распределения. Эти результаты аналогичны результатам измерения профилей скорости в восходящем пузырьковом течении с резкими максимумами газосодержания вблизи стенки. Интересно поведение пульсаций скорости в наклонном канале (Рис. 19). В вертикальном и наклонном канале пульсации скорости выше, чем в однофазном течении. Однако при приближении к горизонтальному положению канала наблюдается значительное снижение пульсаций вблизи стенки по сравнению с однофазным течением. Этот эффект, не обнаруженный в восходящем течении, свидетельствует о наличии физических механизмов, вызывающих поглощение, турбулентной энергии газовой фазой. Демпфирование турбулентных пульсаций проявляется в положениях канала, близких к горизонтальному, поскольку в этом случае имеет место резкое повышение локального значения 1азосодержания вблизи стенки (до 0.6) и снижается относительная скорость пузырей газа (скорость скольжения). В этом плане условия в наклонном канале аналогичны условиям в газонасыщенном пограничном слое, в котором наблюдается снижение турбулентного трения.

Показана существенная зависимость напряжения трения на стенке и массоотдачи от стенки к потоку от ориентации канала. Максимальное значение этих величин наблюдается при промежуточных углах наклона (30-50 градусов по отношению к горизонтальному).

ВЫВОДЫ

1. Проведена разработка элсктродиффузионного метода диагностики с целью комплексных измеретп1 характеристик газожидкостных потоков с использованием микродатчиков трения и скорости.

2. Разработана методика измерений локальных газосодержаний и скорости жидкости на основе комбинации алектродиффузионного метода и метода электропроводности. Разработана и изготовлена измерительная аппаратура для этой методики.

3. Проведено измерение локальных характеристик газожидкостных потоков в трубах различных диаметров в широком диапазоне приведенных скоростей фаз с примерением единой методики измерений.

4. Разработано и изготовлено устройство для создания пузырькового газожидкостного потока с фиксированным размером пузырей газа. Проведено исследование влияния размера пузырей газа на характеристики течения.

Показано, что в монодисперсном газожидкостном потоке:

- наблюдается сильная зависимость напряжения трения на стенке, профилей скорости и газосодержания от размера пузырей газа;

- возможно существование режимов с полной концентрацией газа в кольцевом пристенном слое;

- наблюдается естественная асимметрия восходящего течения в вертикальной трубе даже при условии строгой симметрии начального распределения газовой фазы.

5. Проведено исследование опускного пузырькового течения в трубах различных диаметров. Показано, что во всех случаях газовая фаза концентрируется в центральной части трубы, образуя вблизи стенки область чистой жидкости. Напряжение трения на стенке в опускном течении выше, чем в однофазном потоке, что связано с заполненностью профилей скорости жидкости. При уаеличешш размеров пузырей газа происходит возрастание напряжения трения на стенке.

6. Проведен анализ распределения скорости жидкости в пристенной зоне течения. Показано, что при приведенной скорости жидкости более 1.5 м/с профили скорости описываются универсальной полулогарифмической зависимостью, характерной для однофазного потока. При меньших скоростях жидкости в восходящем течении наблюдается существенное отклонение от этой зависимости в режимах с высокой концентрацией газа вблизи стенки. В опускном пузырьковом течении однофазный "закон стенки" выполняется до значения безразмерной координаты, равного 200.

7. Исследована пульсационная структура восходящего и опускного пузырькового течения. Показано, что в восходящем течении происходит повышение интенсивности пульсаций трения за счет подъема высокочастотной части спектра и влияния относительного движения фаз. В опускном течении наблюдается демпфирование пульсаций трения и скорости в пристенной области по сравнению с однофазным течением. Демпфирование пульсаций скорости имеет место также в пузырьковом течении в плоском канале в положениях, близких к горизонтальному.

8. Исследования снарядного восходящего газожидкостного течения в вертикальной трубе показали возможность возникновения зон обратных течении вблизи стенки после прохождения длинных газовых снарядов.

Проведено измерение условных характеристик течения в жидких пробках и под газовыми снарядами путем осреднения по ансамблю реализаций. Получена "средняя" крупномасштабная структура снарядного течения.

9. Проведено сравнение результатов измерений характеристик газожидкостных течений с рядом расчетных методик. Получено хорошее совпадение измеренного напряжения трения на стенке в восходящем и опускном течении в развитом турбулентном режиме с методом Кларка и Флеммера. Сравнение измеренных распределений скорости с методом Сато и Секогучи показали удовлетворительное совпадение в режимах, в которых отсутствует высокая концентрация газа около стенки и максимум распределения скорости жидкости вне центра трубы.

10. Разработана методика и проведены измерения компонент пульсаций скорости, рейнсльдсовых напряжений и пространственных корреляций пульсаций трения в восходящем пузырьковом течении. Показано, что введение газовой фазы в поток жидкости увеличивает асимметрию пульсаций скорости.

11. Проведено исследование характеристик "ламинарного" пузырькового течения с использованием в качестве несущей фазы жидкости повышенной вязкости. Получено распределение средних и пулъсационных величин двухфазного течения при докритических числах Рейнольдса.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. Кашинский O.II., Малков В.А. Аппаратура для исследования основных характеристик турбулентных течений с помощью электродиффузионного метода. Труды II Всесоюз. совещ. "Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности", Новосибирск, 1976, 124-13Q.

'.. Нгашо М., Кашинский О.Н., Однорал В.П. Исследование пузырькового режима течения газожидкостной смеси в вертикальной трубе. ИФЖ, 1978, т.35, N 6, 1044-1049.

I. Burdukov А.Р., Kashinsky O.N., Mukhin VA. Experimental investigation of turbulent transfer processes in gas-liquid flows. Proc. ICHMT Internat. Seminar, Duhravnic, Yugoslavia, 1978.

. Валукина H.B., Кашинский O.H. Исследование напряжения трения на стенке в монодисперсном газожидкостном потоке. ЖПМТФ, 1979, N 1, 93-97.

. Валукина Н.В., Козьменко Б.К., Кашинский О.Н. Характеристики монодисперсной газожидкостной смеси при течении в вертикальной трубе. ИФЖ, 1979, т. 36, N 4, 695-699.

. Бурдуков A.II., Капишский О.Н., Малков Ii .А., Однорал В. II. Диагностика основных турбулентных характеристик двухфазных потоков. ЖПМТФ, 1979, N 4, 65-73.

Кашинский O.II., Кроковный U.M. Экспериментальное исследование профилей скорости в горизонтальном газожидкостном потоке. ЖПМТФ, 1979. N 4, 74-78.

8. Бурдуков А.П., Кашинский О.Н., Однорал В.П. Исследование напряжения трения на стенке в восходящем газожидкостном потоке. ЖПМТФ, 1979, N 5, 80-87.

9. Бурдуков А.П., Валукина Н.В., Кашинский О.Н., Козьменко Б.К., Накоряков В.Е., Однорал В.П. Подъемное течение пузырьковой смеси в ламинарном и турбулентном режимах. Тез. докл. VI Всесоюз. конф. по теплообмену и гидравлическому сопротивлению при движении двухфазного потока в элементах энергетических машин и аппаратов. Ленинград, 1979, 161-163.

Ю.Бурдуков А.П., Кашинский О.Н., Кроковный П.М. Экспериментальное исследование локальных характеристик газожидкостного потока в горизонтальной трубе. Там же, 229-231.

П.Бурдуков А.П., Кашинский О.Н., Кроковный П.М. Исследование массоотдачи в горизонтальном газожвдкостном потоке. ИФЖ, 1980, т. 38, N 1, 16-22.

12. Кашинский О.Н., Малков В А. Устройство для измерения скорости жидкости в двухфазном потоке. Авт. свидег. 699432 СССР, заявл. 23.11.77, опубл. 25.11.79, БИ N 43.

13.Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N., Burdukov А.P., Odnoral V.P. Local characteristics of upward gas-liquid flows. Int. J. Multiphase Flow, 1981, v. 7, N 1, 63-81.

14. Накоряков B.E., Кашинский O.H., Малков BA., Козьменко Б.К. Исследование характеристик электрохимических датчиков для измерений в двухфазном потоке. Материалы III Всесоюзн. совещ. "Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности", Новосибирск, 1980, 27-35.

15.Nakoryakov V.E., Geshev P.I., Kashinsky O.N. EIcctrochcmical method of single-and two-phase flow structure studies. Proc. XIX Congress of International Association of Hydiaulic Research, New Dehli, India, 1981, 73-80.

16. Кашинский O.H., Козьменко Б.К., Накоряков В.Е. Исследование пульсационных характеристик восходящего газожидкостного потока. ЖПМТФ, 1981, N 6, 67-71.

17. Кашинский О.Н., Петухов А.В. Устройство для измерения скорости жидкости в двухфазном потоке. Авт. свидег. 953571 СССР, заявл. 27.01.82, опубл. 23.08.82, БИ N 31.

18. Кашинский О.Н., Малков В .А., Козьменко Б.К. Экспериментальное исследование переходных характеристик электрохимических датчиков скорости. Тез. докл. IV Всесоюзн. совещ. "Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности", Новосибирск, 1981, 147.

19. Кашинский О.Н., Козьменко Б.К., Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Исследование напряжения трения на стенке в восходящем снарядном течении. ЖПМТФ, 1982, N 5, 84-89.

20. Кашинский О.Н., Козьменко Б.К., Горелик P.C. Гидродинамика и теплообмен в вергикальных восходящих двухфазных потоках. Секция Совета ГКНТ "Надежность котельных поверхностей нагрева и актуальные вопросы теплообмена и гидравлики", тез. докл., Ленинград-Подольск, 1984, 358.

21. Кашинский О.Н., Козьменко Б.К., Горелик P.C. Турбулентные характеристики восходящего двухфазного течения. Тез. докл. VII Всесоюзн. конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах", Лешшград, 1985, 304-305.

22. Кашинский О.П., Козьменко Б.К. Исследование локальных характеристик восходящего газожидкостного потока. Сб. научи, трудов "Пристенная турбулентность", под ред. Э.И. Валчкова, Новосибирск, 1984, 93-100.

23. Накоряков В.Е., Кашинский О.Н., Козьменко Б.К. Электрохимический метод исследования турбулентных характеристик двухфазных потоков. Изв. СОЛИ СССР, сер. техн. наук, 1984, N 10, вып. 2, 104-112.

24. Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N., Kozmenko B.K. Electrochemical method for measuring turbulent characteristics of gas-liquid flows. "Measuring Techniques in GasLiquid Two-Phase Flows", ed. Delhaye J.M., Cognet G., Springer, 1984, 695-721.

25. Накоряков B.E., Кашинский O.H., Козьменко Б.К., Горелик P.C. Исследование восходящего пузырькового течения при малых скоростях жидкой фазы. Изв. СОАН СССР, сер. техн. наук, 1986, N 16, вып. 3, 15-20.

26.Накоряков В.Е., Кашинский О.Н., Козьменко Б.К., Горелик P.C. Турбулентные характеристики восходящего двухфазного снарядного течения. Изв. СОАН СССР, сер. техн. наук, 1987, N 4, вып. 1, 8-14.

27.Горелик P.C., Кашинский О.Н., Накоряков В.Е. Исследование опускного пузырькового течения в вертикальной трубе. ЖПМТФ, 1987, N 1, 69-73.

28. Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N., Kozmenko B.K. Experimental study of gas-liquid slug flow in a small diameter vertical pipe. Int. J. Multiphase Flow, 1986, v. 12, N 3, 337-355.

29. Накоряков B.E., Кашинский O.H., Шевченко В.И. Исследование локальных газосодержаний и скоростей жидкой фазы в восходящем пузырьковом течении. ИФЖ, 1987, т. 52, N 2, 181-186.

30. Накоряков В.Е., Бурдуков А П., Кашинский О.Н., Гешев П.И. Электродиффузионный метод исследования локальной структуры турбулентных течений. Новосибирск, Институт теплофизики, 1986, 247 с.

31. Накоряков В.Е., Кашинский О.Н. Электрохимический метод исследования структуры газожидкостных двухфазных течений. Труды Международной школы-семинара "Современные методы исследования процессов тепло- и массообмена", Минск, 1987, ч. 1, 106-113.

32. Горелик P.C., Кашинский О.Н. Теплообмен от стенки к восходящему пузырьковому течению при малых скоростях жидкой фазы. Тез. докл. I Международн. форума по тепло- и массообмену, Минск, 1988, 93-96.

33. Накоряков В.Е., Кашинский О.Н., Горелик P.C. Теплообмен от стенки к восходящему пузырьковому течению при малых скоростях жидкой фазы. TB I', 1989, т. 27, N 2, 300-305.

34. Кашинский О.Н., Горелик P.C., Рацдин В.В. Скорости фаз в пузырьковом газожцдкостном течении. ИФЖ, 1989, т. 57, N 1, 12-15.

35. Кашинский О.Н. Электродиффузионный метод и его примените для исследования двухфазных потоков. Препринт 180-88, Институт теплофизики, Новосибирск, 1988, 38 с.

36. Кашинский О.Н., Петухов A.B. Эволюция гидродинамических характеристик в восходящем снарядном течении. Изв. СОАН СССР, сер. техн. наук, 1989, вып. 1, 61-65.

37. Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N., Petukhov A.V., Gorelik R.S. Study of local hydrodynamic characteristics of upward slug flow. Experiments in Fluids, 1989, v. 7, 560-566.

38. Кашинский O.H., Шевченко В.И., Рандин B.B. Турбулентная структура пузырькового газожцдкостного течения в вертикальных трубах. Тез. докл. VIH Всесоюзн. конф. "Двухфазный поток в энергетических машинах и аппаратах", Ленинград, 1990, т. 1, 10-12.

39. Кашинский О.Н., Петухов A.B. Гидродинамика и межфазный перенос в газожцдкостном течении в вертикальных трубах. Там же, 50-51.

40. Кашинский О.Н., Петухов А.В., Горелик Р.С. Гидродинамика восходящего снарядного течения. Труды Всесоюзн. конф. "Теплообмен в парогенераторах", Новосибирск, 1989, 83-89.

41. Бурдуков А.П., Галицейский Б.М., Дрейцер ГА, Кашинский О.Н., Костюк В.В., Накоряков В.Е. Нестационарные тепловые и гидродинамические процессы в однофазных и двухфазных средах. Препринт 209-89, Институт теплофизики, Новосибирск, 1989, 110 с.

42. Кашинский О.Н., Шевченко В.И. Восходящее пузырьковое течение в развитом турбулентном режиме. Сб. "Газожвдкостные течения", Новосибирск, Институт теплофизики, 1990, 20-28.

43. Кашинский О.Н., Горелик Р.С., Рацдин В.В. Гидродинамика вертикальных пузырьковых потоков при малых скоростях жцдкой фазы. Там же, 44-60.

44. Искаков М.С., Кашинский О.Н., Тимкин Л.С. Гидродинамика течения в сосуде с турбинной мешалкой. Труды Всесоюзн. конф. "Гидродинамика и процессы переноса в биореакгорах", Новосибирск, 1989, 114-126.

45.Kashinsky O.N., Iskakov M.S., Timkin L.S. Flow phenomena in a stirred tank with a turbine impeller. Russian J. Engineering Thcrmophysics, 1991, v. ' 4, 321-331.

46. Kashinsky O.N. Electrodiffusional diagnostics of gas-liquid flows: techniques and instrumentation. J. Applied Electrochemistry, 1991, v. 21, N 12, 1095-1098.

47. Кашинский O.H., Чинак A.B., Успенский M.C. Установка по исследованию массопереноса при электрохимическом осаждении металлов. Изв. вузов. Черная металлургия, 1992, N 8.

48. Гавриленко С.И., Горелик Р.С., Егорова Е.И., Кашинский О.Н., Рандин В.В. Исследование распределения гидродинамического воздействия газожидкостного потока на стенку канала сложной геометрии. Сб. "Технология авиационного приборо- и агрегатостроения", N 1, 1992, Саратов, НИТИ, 31-36.

49. Кашинский О.Н., Чинак А.В., Смирнов Б.М., Успенский М.С. Массообмен при движении газожидкостного потока в наклонном плоском канале. ИФЖ, 1993, т. 64, N 5, 523-528.

50. Kashinsky O.N., Timkin L.S., Carteffier A. Experimental study of "laminar" bubbly flow in a vertical pipe. Experiments in Fluids, 1993, v. 14, N 4/5, 308-314.

51. Nakoryakov V.E., Kashinsky O.N. Hydrodynamics of vertical two-phase gas-liquid flow. Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, cd. M.D. Kelleher et. al., v. 1, Elsevier, 1993, 262-269.