ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные виды течений в газожидкостных системах из "Гидродинамика и массообмен в системе газ-жидкость " Большинство газожидкостных смесей, используюш,ихся в химической технологии, представляют собой дисперсные системы. Главной особенностью таких систе.м является наличие изменяюш ейся в пространстве и во времени поверхности раздела фаз. Эти излшнення влекут за собой силовые и тепловые взаимодействия на границе раздела, которые, в свою очередь, могут являться причиной появления градиентов скорости течения обеих фаз, давления, температуры и концентраций компонентов. Все эти эффекты воздействуют на процессы тепло- и массопереноса в системах газ—жидкость и могут как интенсифицировать, так и тормозить тепломассообмен. С другой стороны, указанные явления сами воздействуют на поверхность раздела фаз, изменяя ее распределение в пространстве. [c.4] При пузырьковом режиме течения газовая фаза распределена в жидкости в виде отдельных пузырьков, размеры которых много меньше характерного размера аппарата. Такой режим. течения имеет место при малых газосодержаниях потока. [c.4] Снарядный режим течения характеризуется периодически.м прохождением вдоль оси трубы больших, имеющих пулеобразную форму пузырей. Диаметр таких пузырей сравним по величине с диаметром рабочей части аппарата. Пузыри газа следуют на некотором расстоянии друг от друга, а пространство между ними заполнено жидкостью, которая может содержать более мелкие пузырьки газа, диспергированного в этой жидкости. [c.4] Пленочное течение отличается наличием отчетливо выраженной жидкой пленки, стекающей по некоторой твердой поверхности. Пленка жидкости может содержать пузырьки газа, а контактирующий с пленкой поток газа — отдельные включения жидкости. [c.4] Отметим, что, хотя пузырьковый режим является неустойчивым, при определенных условиях течения газожидкостной смеси он не переходит в снарядный. Например, при малой концентрации пузырей и малом времени пребывания их в трубе слияния пузырей не происходит и сохраняется пузырьковый режим. [c.5] Структура снарядного течения является неустойчивой и при незначительном повышении газосодержания приводит к образованию пены. Такой режим течения носит название пенного (рис. 1, й). При последующем увеличении скорости подачи газовой фазы пенный режим переходит в пленочный (рис. 1, г). [c.5] Для объяснения переходов от снарядного режима к пенному и от пенного к пленочному введем понятия захлёбывания и точки поворота потока. [c.5] Рассмотрим плоскую твердую поверхность, по которой стекает пленка жидкости, обтекаемая восходящим потоком газа. При достаточно высокой скорости газа на поверхности пленки появляются волны, которые движутся вверх по поверхности жидкости. Таким образом, наряду с нисходящими появляются и восходящие токи жидкости, компенсирующие друг друга. Это явление получило название захлебывание потока жидкой фазы . При дальнейшем увеличении скорости газа вся жидкая пленка течет по твердой поверхности вверх. Если затем постепенно уменьшать скорость газа, то при некотором ее значении, несколько большем, чем скорость газа в момент захлебывания потока жидкой фазы, пленка жидкости начнет двигаться вниз по поверхности. Это значение скорости газа определяет так называемую точку поворота потока. Точное положение точки поворота будет зависеть от условий смачиваемости твердой поверхности жидкостью. [c.6] Пользуясь понятием захлебывания, объясним переход от снарядного режима течения к пенному в соответствии с [31. Если скорость газа в пузыре при снарядном режиме течения и расход жидкости в пленке, обтекающей пузырь, таковы, что удовлетворяют условию захлёбывания, пузыри будут разрушаться и произойдет переход от снарядного режима к пенному. Переход от пенного режима к пленочному является - переходом через так называемую точку поворота. [c.6] Движение газожидкостных смесей в горизонтальных трубах по сравнению с их движением в вертикальных трубах имеет ряд особенностей, обусловленных действием силы тяжести. [c.6] Для наглядного представления результатов наблюдений различных режимов течения обычно строят диаграмму, изображающую границы режимов течения в зависимости от массовых расходов (или массовых скоростей) потоков фаз. Такая диаграмма носит название карта режимов течения . Подробнее с построением и использованием карт режимов течения можно ознакомиться в [4]. [c.7] Существенное влияние на интенсивность тепломассопереноса в газожидкостных системах может оказать не только структура распределения дисперсной фазы в пространстве, но также ламинарный или турбулентный характер движения фаз. [c.7] Известно, например, что при турбулентном режиме течения сплошной фазы скорость переноса вещества возрастает в силу интенсивного перемешивания фаз. Режимы течения газожидкостной смеси по характеру движения фаз можно условно разделить на ламинарно-ламинарный, когда жидкость и газ движутся ла-минарно, ламинарно-турбулентный, когда газ движется ла.ми-нарно, а жидкость — турбулентно, турбулентно-турбулентный, когда обе фазы движутся турбулентно и турбулентно-ламинарный, когда газ движется турбулентно, а жидкость — ламинарно. [c.7] Эта классификация режимов течения в дальнейшем будет использована при теоретическом анализе процессов переноса в газожидкостных системах. [c.7] Вернуться к основной статье