Газожидкостные системы

Данная монография является третьей книгой из задуманного цикла монографий, посвященных изложению фундаментальных вопросов современной теории процессов переноса в тех физикохимических системах, где осуществляются основные процессы химической технологии. В первой из них была рассмотрена теория процессов переноса в системах жидкость—жидкость [1], во второй [2] — теория процессов переноса в системах жидкость— твердое тело. Данная монография посвящена систематическому изложению теоретических вопросов гидродинамики и массообмена в газожидкостных системах. В книге на основе фундаментальных уравнений гидродинамики рассмотрено движение одиночного пузырька газа в жидкости, вопросы взаимодействия движущихся пузырьков (в том числе их коалесценция и дробление), пленочное течение жидкости. Эти результаты использованы при построении моделей течений в газожидкостных систе.мах. [c.3]

Модели течений в газожидкостных системах и модели элементарных актов тепло- и массообмена используются при построении моделей процессов абсорбции и ректификации. [c.3]

Основные виды течений в газожидкостных системах [c.4]

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]

Эта классификация режимов течения в дальнейшем будет использована при теоретическом анализе процессов переноса в газожидкостных системах. [c.7]

В данном разделе будут проанализированы эффекты, возникающие в газожидкостных системах вблизи поверхности раздела фаз, а также эффекты, обусловленные действием внешних массовых сил. [c.7]

Ко второй группе относятся эффекты, возникающие в газожидкостных системах, обусловленные влиянием электромагнитного, гравитационного, акустического и других полей. [c.7]

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]

В дальнейших главах будут даны решения задач теоретического анализа процессов переноса в газожидкостных системах с учетом эффектов, рассмотренных в этом разделе. [c.9]

Отметим, что в отличие от систем жидкость—твердое тело, газ—твердое тело в рассматриваемых газожидкостных системах сама поверхность раздела фаз (г, I) является величиной, изменяющейся во времени и пространстве. Поскольку процессы массо-переноса протекают в обеих фазах, в математическую постановку задачи массопереноса в системах газ—жидкость включаются уравнения переноса в обеих фазах с нелинейными граничными условиями. Изменение поверхности раздела фаз в процессе массопереноса влечет за собой изменение гидродинамических характеристик системы, а именно поля скоростей V (г, 1) вблизи межфазной поверхности. Однако, как это видно из уравнения конвективной диффузии, вектор поля скорости входит в левую часть (1. 4.. 3), следовательно, изменение скорости V вызовет и изменение распределения концентрации целевого компонента с (г, I) вблизи поверхности. Таким образом, в общем случае необходимо решать самосогласованную задачу тепломассопереноса и гидродинамики. [c.15]

В газожидкостных системах встречаются ситуации, в которых конфигурацию межфазной поверхности можно считать практически постоянной. В этих случаях решение задачи массопереноса в сплошной фазе подобно решению аналогичных задач для систем жидкость—твердое тело с ненулевыми граничными условиями (см., например, [2]). [c.15]

В рамках постановки рассматриваемой задачи все пузырьки газа являются равноправными в том смысле, что обмен местоположениями между ними не приводит к изменениям гидродинамических характеристик газожидкостной системы. Произведем замену Гд-)-г на Гд. Рассмотрим V (гдг, Гд) как скорость жидкости в точке пространства Гд г при условии, что в точке Гд имеется пузырек. Тогда для г имеем [c.98]

Соотношение- (3. 2. 16) может быть использовано для определения эффективной массы пузырька. Запишем эффективную массу пузырька в газожидкостной системе с концентрацией пузырьков а в виде [c.100]

Известно, что присутствие ПАВ в газожидкостных системах может в значительной степени повлиять как на гидродинамические характеристики обеих фаз, так и на интенсивность процессов тепло- и массопереноса. В данном разделе в соответствии с [38] будут даны постановка и решение задачи о влиянии ПАВ на движение совокупности одинаковых сферических пузырьков газа в вязкой жидкости. Результаты, полученные в данном разделе, будут использованы в седьмой и восьмой главах при теоретическом анализе тепломассообмена между пузырьками газа и жидкостью. [c.103]

Следует ожидать, что диссипация энергии жидкости зависит не только от физико-химических свойств жидкости, но и от геометрии объема, занимаемого газожидкостной системой. Будем предполагать, что процесс дробления пузырьков газа происходит в трубе длиной Ь и площадью поперечного сечения И. В соответствии с [50] будем считать, что среднее значение диссипации энергии е зависит только от макроскопических параметров системы [c.136]

В данном разделе будет рассмотрена задача об определении зависимости формы поверхности газового пузырька, погруженного в непроводящую жидкость, от величины приложенного к газожидкостной системе электрического поля. [c.141]

Будем предполагать, что наиболее вероятны двойные соударения пузырьков газа. Электрическое поле будем считать однородным II квазистационарным. При помещении дисперсной газожидкостной системы в такое поле пузырьки газа будут поляризоваться II взаимодействовать друг с другом (диполь-дипольное взаимодействие). Касаясь одного из заряженных электродов, пузырьки могут приобрести собственный заряд, что приводит к кулоновскому взаимодействию. [c.159]

После подстановки (4. 7. 16) в (4. 7. 15) и несложных преобразований получим следующее выражение для функции распределения пузырьков газа дисперсной газожидкостной системы по размерам [c.161]

Соотношение (4. 7. 40) справедливо для монодисперсной газожидкостной системы. Однако его можно считать приближенно вер [c.166]

Из неравенств (4. 9. И), (4. 9. 12) следует, что слагаемые в правой части уравнения (4. 9. 10) всегда обла ают разными знаками, что определяет возможность появления стационарных распределений пузырьков газа по размерам в газожидкостной системе. [c.182]

МОДЕЛИ ТЕЧЕНИЙ В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ [c.184]

Особенности теоретического описания течений в газожидкостных системах [c.184]

В предыдущем разделе на базе уравнений двухжидкостной модели были определены гидродинамические характеристики расслоенного течения жидкости и условия стабильности данного режима течения при распространении возмущений в системе. В ряде случаев, когда допущения, принятые в разд. 5.3 при выводе уравнений расслоенного течения, теряют свою правомерность, необходим более строгий теоретический анализ, основанный на фундаментальных уравнениях гидромеханики. Такой метод, как было указано в разд. 5.1, получил название модели сплошной среды. В данном разделе в рамках этой модели будут даны постановка и решение задачи о распространении возмущений в газожидкостной системе и о стабильности межфазной поверхности при расслоенном течении в горизонтальном канале [67]. [c.203]

Уравнение (5. 4. 35) представляет собой дисперсионное соотношение, описывающее распространение возмущений в газожидкостной системе при расслоенном течении в горизонтальном канале. Если a=g=0 i oJ — ( oJp = 0, то соотношение (5. 4. 35) описывает распространение волн давления в газожидкостном слое [68] [c.206]

Следовательно, для того чтобы построить модель циркуляционных течений, необходимо представить всю область, занимаемую газожидкостной системой, в виде однородной среды с изменяющейся в пространстве плотностью. Используя так называемую модель потока дрейфа [63], которая позволяет определить коэффициент трения между пузырьками п жидкостью, величину среднего газо-содержания можно выразить следующим образом [c.224]

Вернемся к частному случаю, когда между основанием газожидкостного слоя и его свободной поверхностью поддерживается постоянная разность потенциалов (т. е. газожидкостная система находится в поле плоского конденсатора), и проанализируем условие устойчивого равномерного всплывания пузырьков газа. В рассматриваемом случае 3=0, у = 9. Условие существования режима равномерного всплывания пузырьков (5. 7. 9) перепишем в следующем виде [c.234]

МОДЕЛИ МАССООБМЕНА В ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ ТЕЧЕНИЯ [c.296]

Массообмен в газожидкостной системе при пленочном режиме течения в условиях поверхностной конвекции [c.299]

Рассмотрим пленочный режим течения газожидкостной системы (см. разд. 1.1). Будем предполагать, что поверхность раздела фаз является плоской. Обозначим через I длину одной конвективной ячейки. Картина потоков вблизи межфазной границы имеет вид, изображенный на рис. 87. В соответствии с допущениями ячеечной модели будем считать, что на поверхностях а =8 и [c.299]

Полученные в данном разделе соотношения (8. 2. 29)— 8. 2. 32), (8. 2. 35)—(8. 2. 37) представляют собой общее решение задачи о совместном тепломассообмене в газожидкостной системе с дисперсной газовой фазой и могут быть использованы при расчете процессов абсорбции в барботажном слое. [c.315]

Покажем применение указанного метода на примере двухфазного пленочного массообмена в многокомпонентной газожидкостной системе, движущейся вдоль вертикальной трубки в режиме нисходящего прямоточного течения фаз. [c.43]

В данном разделе будет рассмотрена постановка и решение задачи о течениях внутри и вне пузырька, помеш енного в однородное внешнее электрическое поле с напряженностью Е. Известно, что взаимодействие электрического поля с зарядами, индуцированными на поверхности пузырька газа, приводит к по-яилению дополнительных тангенциальных напряжений, которые создают циркуляционные течения фаз в области, прилегаюш ей к межфазной границе (рис. 28). Изменение характера взаимодействия между сплошной и дисперсной фазами, вызванное воздействием электрического ноля, влияет как на гидродинамические характеристики газожидкостной системы, так и на скорость тепломассообменных процессов, осуш,ествляемых в данной системе. [c.77]

Перейдем теперь к решению уравнения (4. 7. 3), ядро которого К У) К зависит от размеров коалесцирующих пузырьков. Уравнение для константы коалесценции для дисперсной газожидкостной системы, помещенной в электрическое поле, имеет вид [58] [c.162]

В первой главе при описании течений в газожидкостных системах было дано определение режима снарядного течения (см. рис. I, б). Напомним, что этот режим течения характеризуется периодическим прохождением вдоль оси трубы больших, сравнн.мых по размеру с диаметром трубы, пузырей газа. Будем предполагать, что пространство между газовыми пузырями, заполненное жидкостью, не содержит дисперсных газовых включений. Будем также считать, что возмущенно жидкости, вызванное прохождением данного пузыря газа, не влияет на скорость всплывания остальных пузырей, и их движение можно считать независимым. Таким образом, рассмотрим движение одного большого газового пузыря в условиях ламинарного и турбулентного профилей скорости жидкости [71]. Основным гидродинамическим [c.209]

Одним из наиболее часто используемых в газовых и газожидкостных системах химических веществ является метанол. Для предотвращения гидратообразования в трубопроводах метанол вводят в технологическое оборудование постоянно в больших количествах. Однако наличие в системах метанола часто вызывает коррозию в результате смывания им с поверхности металла адсорбированных пленок ингибитора. Так, в [194] описан случай коррозии трубопроводов кислого газа в паровой фазе на месторождении 5агСзее (Канада), причиной [c.342]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...