ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние электрического поля на движение пузырька газа в жидкости из "Гидродинамика и массообмен в системе газ-жидкость " Будем предполагать, что Reg - 0. Это означает, что течение жидкости не изменяет пространственного распределения электрического поля Е. Жидкость считаем ньютоновской с постоянными физико-химическими свойствами. Предполагаем, что присутствие ПАВ не влияет на величину межфазной электрической проводимости. [c.78] Величина da/dQ — градиент поверхностного натяжения, вызванный присутствием ПАВ. [c.79] В отсутствие ПАВ и циркуляционных течений, возникающих под действием силы тяжести, скорость движения фаз на поверхности раздела достигает своего максимального значения при 0 = 7с/4. [c.80] Некоторые линии тока, рассчитанные по формулам (2. 9. 18), (2. 9. 19) для случая постоянного коэффициента поверхностного натяжения, изображены на рис. 29. [c.80] Первые члены в правой части соотношений (2. 9. 23), (2. 9. 24) представляют собой решение Адамара—Рыбчинского соответственно (2. 3. 7), (2. 3. 8), второй член определяет вид линий тока циркуляционных течений, возникаюш их при воздействии электрического поля на неподвижный пузырек газа. Безразмерный критерий РР (2. 9. 25) характеризует соотношение электрических и гравитационных сил, действующих на рассматриваемую систему. Третий член в правой части (2. 9. 23), (2. 9. 24) описывает изменение картины линий тока вблизи поверхности пузырька, обусловленное наличием ПАВ и появлением градиента поверхностного натяжения. [c.81] Результаты, полученные в данном разделе, будут использованы в дальнейшем при теоретическом анализе элементарного акта массообмена между пузырьком газа и жидкостью с учетом влияния таких внешних факторов, как электрическое поле и ПАВ. [c.82] В условиях турбулентного движения жидкости гидродинамические характеристики жидкой и газовой фаз существенно зависят от концентрации пузырьков газа (т. е. от газосодержания). В случае большого газосодержания пузырьки оказывают сильное влияние друг на друга вследствие коалесценции и дробления, а также из-за изменений условий движения жидкости в окрестности каждого пузырька. Вопросам коалесценции и дробления пузырьков газа, движущихся в жидкости, посвящена четвертая глава. В данном разделе рассмотрим задачу об определении характеристик хаотического движения обеих фаз при условии малого газосодержания. В этом случае будем пренебрегать влиянием пузырьков газа друг на друга и на турбулентные характеристики жидкости, т. е. будем рассматривать задачу о движении одиночного пузырька газа. [c.83] Из анализа соотношения (2. 10. И) видно, что при малой вязкости жидкости V - о ((2- 0) отношение интенсивностей стремится к величине (у-Ы) . При очень большой вязкости среды V со или малых пузырьках / - 0 (а - оо) отношение интенсивностей стремится к 1, т. е. пульсационные характеристики движения пузырьков будут совпадать с соответствуюш ими характеристиками пульсаций жидких частиц. [c.85] Отношение коэффициентов турбулентной диффузии 0 10 можно рассчитать при помощи соотношений (2. 10.22), (2. 10. 23) выражения для ш (2. 10. 21). [c.87] Таким образом, коэффициент турбулентной диффузии пузырьков может значительно превышать коэффициент турбулентной диффузии жидкости. Максимальное значение отношения /П при фиксированных плотностях фаз р и рр, как это видно из рис. 30, достигается при аТ - 0, т. е. при малых размерах пузырька i - о или при большой вязкости жидкости v- Qo. В случае, когда плотность газа много меньше плотности жидкости, ею можно пренебречь, при этом у 2. Тогда В /В 4.5 при аТ - 0. [c.88] Рассмотрим взаимодействие двух сферических газовых пузырьков одинакового радиуса погруженных в идеальную несжимаемую жидкость. Пусть в момент времени t—Q вдали от пузырьков газа жидкость скачком приобрела постоянную скорость л сп. Течение жидкости в отсутствие пузырьков является потенциальным. [c.89] Рассмотрим сначала случай, когда скорость Ущ направлена вдоль линии, соединяющей центры двух сферических пузырьков газа. [c.89] Интегрирование в (3. 1. 6) проводится по поверхностям пузырьков (1А, йВ — элементы поверхностей. [c.90] Здесь г , 9 и Гз, 62 — координаты в полярной системе координат некоторой точки пространства относительно центров и О2 соответственно Ф — угол между направлениями радиусов-векторов 1 и г и —коэффициенты разложения. [c.91] Соотношение (3. 1. 9) представляет собой двойное сферическое разложение потенциала (р . Первый член в правой части 3. 1. 9) соответствует потенциальному течению жидкости в отсутствие одного из пузырьков газа ряд по полиномам Лежандра учитывает возмугцение течения жидкости, обусловленное наличием двух пузырьков газа в жидкости и их взаимодействием. [c.91] Из соотношения (3. 1. 26) следует, что при учете взаимодействия между пузырьками газа, расположенными на одной прямой вдоль направления движения жидкостп, эффективная масса каждого пузырька уменьшается по сравнению с эффективной массой одиночного пузырька. Физический смысл соотношения (3. 1. 26) заключается в следующем. Каждый пузырек газа индуцирует в центре другого пузырька добавочную скорость, обусловленную гидродинамическим взаимодействием между пузырьками. Эта добавочная скорость совпадает по паправленню со скоростью движения жидкости у . Поскольку импульс данного объема жидкости, включающего пузырек газа, сохраняется, а скорость возрастает, то это означает, что эффективная масса пузырька уменьшилась. С другой стороны, очевидным следствием уменьшения эффективности массы пузырька является то, что скорость переноса двух пузырьков газа вдоль направления движения жидкости выше, чем скорость переноса одного пузырька. [c.94] Очевидно, что при рассматриваемом расположении пузырьков газа эффективная масса каждого пузырька в паре пузырьков больше, чем эффективная масса каждого одиночного пузырька. Это связано с тем, что направление добавочной скорости w, индуцированной одним пузырьком газа в центре другого, противоположно скорости жидкости Veo. [c.95] Полученные здесь результаты будут использованы в следующем разделе при определении характеристик гидродинамического взаимодействия совокупности одинаковых сферических пузырьков, погруженных в идеальную несжимаемую жидкость, в случае их малой концентрации. [c.96] В данном разделе рассматривается задача об относительном движении сферических газовых пузырьков в идеальной жидкости в случае их малой концентрации. В результате ее решения определяются средняя скорость установившегося движения совокупности пузырьков, эффективная масса пузырька газа в смеси и поток импульса, связанный с относительным движением между жидкостью и пузырьками. [c.96] Вернуться к основной статье