ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Качественная характеристика особенностей процессов переноса в системах газ—жидкость из "Гидродинамика и массообмен в системе газ-жидкость " В данном разделе будут проанализированы эффекты, возникающие в газожидкостных системах вблизи поверхности раздела фаз, а также эффекты, обусловленные действием внешних массовых сил. [c.7] К первой группе эффектов относятся такие, как естественная конвекция, поверхностная конвекция (эффект Марангони), термодиффузия (эффект Савистовского—Смита) и др. [c.7] Существенное влияние на скорость массопереноса могут оказать также добавки поверхностно-активных веществ (ПАВ). [c.7] Ко второй группе относятся эффекты, возникающие в газожидкостных системах, обусловленные влиянием электромагнитного, гравитационного, акустического и других полей. [c.7] В системах газ—жидкость может также возникать дополнительный поток вещества вдоль межфазной границы, обусловленный локальными изменениями поверхностного натяжения во время процесса массопероноса (эффект Марангони). Изменения поверхностного натяжения могут быть вызваны локальными изменениями любой величины, влияющей на поверхностное натяжение, например концентрации вещества на межфазной границе, температуры или электрических величин. Характер движения вещества по межфазной поверхности различен в случае движущихся друг относительно друга или покоящихся (невозмущенных) фаз. В последнем случае могут происходить слабые пульсации коэффициента поверхностного натяжения. Тогда, если движущая сила массопереноса и градиент поверхностного натяжения малы, а естественная конвекция отсутствует, происходит медленный дрейф элементов жидкой фазы с растворенным в ней целевым компонентом вдоль границы раздела, вызванный последовательными сжатиями и растяжениями поверхности раздела фаз. При этом наблюдают образование пространственных долгоживущих ячеек с различной концентрацией целевого компонента. Такой вид поверхностной конвекции часто называют ячеистым поверхностным движением. [c.8] Если фазы находятся в относительном движении, характер поверхностной конвекции становится турбулентным. Это выражается в том, что сокращения и растяжения поверхности раздела фаз происходят гораздо сильнее. Поток вещества, обусловленный такими изменениями поверхностного натяжения, интенсифицирует перенос целевого компонента через межфазную границу и вызывает последующее сильное его перемешивание внутри каждой фазы. Данное явление было названо поверхностной турбулентностью [5]. При больших значениях градиента концентрации целевого компонента у поверхности раздела фаз и значениях градиента поверхностного натяжения, близких к критическим, поверхностная турбулентность может иметь место вдоль всей межфазной границы при малых значениях градиента концентрации целевого компонента поверхностная турбулентность может наблюдаться лишь на части поверхности раздела. [c.8] Если основное сопротивление массопереносу сосредоточено в сплошной фазе, то появление поверхностной турбулентности приводит к увеличению скорости массопереноса в 3—4 раза. Если же основное сопротивление массопереносу сосредоточено в дисперсной фазе, поверхностная турбулентность может увеличить скорость массопереноса более чем на порядок [5]. [c.8] Отметим, что описанные выше явления оказывают влияние не только на скорость массопереноса, но и на поля скорости, температуры и концентрации целевого компонента в газожидкостных системах. [c.9] Появление дополнительного потока целевого компонента вблизи межфазной поверхности, обусловленного градиентом температуры, называют эффектом Савистовского—Смита. [c.9] Как указывалось выше, на интенсивность процессов переноса в системах газ—жидкость могут оказывать влияние внешние силовые поля. Ограничимся качественной характеристикой механизма воздействия электродшгнитного поля на процессы тепло-и массопереноса в га.чожпдкостных системах. Оно связано с введением в среду повой дополнительной энергии, в результате чего на систему кроме сил гравитации и инерции начинают действовать пондеромоторные силы. При испарении жидкости в постоянном и переменном электрических полях слои жидкости приходят в волнообразное движение, которое приводит к турбулизации жидкости, в результате чего скорость испарения увеличивается. При этом коэффициенты конвективного теплообмена в зависимости от напряженности поля увеличиваются в несколько раз. [c.9] Здесь были приведены наиболее характерные примеры факторов, влияющих на движение и интенсивность переноса в дисперсных системах газ—жидкость. [c.9] В дальнейших главах будут даны решения задач теоретического анализа процессов переноса в газожидкостных системах с учетом эффектов, рассмотренных в этом разделе. [c.9] Вернуться к основной статье