Дробление жидкостей газом

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]

Как известно, увеличение площади межфазной поверхности позволяет существенно повысить скорости тепло- и массообменных процессов. В системах газ—жидкость этого увеличения добиваются за счет интенсификации процессов дробления дисперсной фазы. Дробление пузырьков газа в жидкости может осуществляться как в ламинарном, так и в турбулентном потоке жидкости за счет взаимодействия между сплошной и дисперсной фазами [45]. Вязкие напряжения в первом случае или инерционные силы— во втором стремятся деформировать и разрушить пузырек газа. Капиллярные силы поверхностного натяжения полностью или частично компенсируют эти воздействия на пузырьки газа со стороны жидкости. Таким образом, дробление пузырька происходит пли не происходит в зависимости от соотношения между силами вязкого трения и поверхностного натяжения (в ламинарном потоке) либо между инерционными и поверхностными силами (в турбулентном потоке). [c.123]

В предыдуш,ем разделе был дан теоретический анализ дробления пузырька газа в ламинарном потоке вязкой жидкости. В данном разделе рассмотрим задачу об опреде.лении критического значения критерия Вебера [c.130]

В [47] показано, что при выполнении условия (4. 2. 2), когда преобладают инерционные и капиллярные силы, а вязкими силами можно пренебречь, характер процесса дробления пузырька газа жидкостью полностью определяется значением критерия е (4. 2. 1). [c.130]

Перейдем к теоретическому анализу дробления пузырька. В разд. 2.6 были даны постановка и решение задачи в свободных колебаниях поверхности газового пузырька, находяш егося в жидкости. Очевидно, что такие колебания могут быть вызваны турбулентными пульсациями жидкости, частота которых совпадает с частотой собственных колебаний поверхности пузырька. Условие совпадения частот колебаний приводит к резонансу колебаний поверхности и к последующему дроблению пузырька газа. Рассмотрим линейные колебания поверхности пузырька. В соответствии с (2. 6. И) частота моды колебаний и-го порядка при малой их амплитуде определяется при помощи соотношения [c.130]

В разд. 4.2 отмечалось, что в турбулентном потоке жидкости на поверхность пузырька действуют два типа сил — силы поверхностного натяжения, стремящиеся сохранить форму поверхности пузырька, и инерционные силы, связанные с турбулентными пульсациями жидкости II стремящиеся разрушить межфазную поверхность. Энергия сил поверхностного натяжения для газового пузырька с радиусом Я и коэффициентом поверхностного натяжения о будет определяться величиной А-кЯ о, а энергия, необходимая для дробления пузырька газа турбулентным потоком жид-4 [c.135]

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]

До сих пор процессы коалесценции и дробления рассматривались независимо. В данном разделе в соответствии с [61 ] рассмотрены уравнения, учитывающие одновременное протекание этих процессов. Отметим, что дробление пузырьков газа можно подразделить на два типа — самопроизвольное и вынужденное дробление. Первое из них связано либо с уменьшением сил молекулярного сцепления в пленке жидкости, ограничивающей пузырьки газа, либо с напряжениями, возникающими в результате взаимодействия пузырьков газа с жидкостью (см. разд. 4.1—4.3). Вынужденное дробление пузырьков газа связано с воздействием на систему внешних полей (см. разд. 4.4). Будем рассматривать только влияние самопроизвольного дробления пузырьков газа на процессы коалесценции. [c.179]

Дробление жидкости на капли возможно в газе или же в другой жидкости, не смешивающейся с первой. Первый процесс бо.лее распространен, однако для процесса экстракции, например. [c.144]

Автор [150] проводил свое исследование с крупными каплями (диаметром 1,5—2 мм). Однако нет оснований утверждать, что также измельчаться в потоке газа будут и капли малого диаметра (0,2 мм и меньше). Грубое же распыливание жидкости даже при дроблении капель газом требует дополнительного времени и пространства, а потому менее эффективно. [c.149]

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]

ДРОБЛЕНИЕ И КОАЛЕСЦЕНЦИЯ ПУЗЫРЬКОВ ГАЗА В ЖИДКОСТИ [c.123]

Критический размер дробящегося пузырька при резонансе колебаний моды и-го порядка оказывается меньше, чем при возбуждении низшей моды колебаний поверхности (л=2), Зависимость В В от п, рассчитанная при помощи (4. 2. 17), показана на рис. 41. Таким образом, когда критерий Вебера достигает своего максимального критического значения (4. 2. 7), размеры пузырьков, соответствующие этому значению Уе= Уе2 (т. е. при л=2), оказываются связанными с характеристическими частотами высших мод турбулентных пульсаций жидкости (т. е. при л > 2). Эта зависимость В (л) объясняется тем, что турбулентные пульсации жидкости, частоты которых совпадают с частотами собственных колебаний поверхности пузырьков при л > 2, вызывают дальнейшее дробление дисперсной фазы, что ведет к образованию более мелких пузырьков газа с размерами В Т 2. [c.133]

Если величина энергии, необходимой для поддержания турбулентного течения жидкости, велика, то процессы дробления приведут к образованию газовых пузырьков с размерами, сравнимыми с I или даже меньшими. Для таких пузырьков газа энергетический спектр Е к) определяется не соотношением (4. 3. 8), а формулой [c.140]

В предыдущих разделах были рассмотрены задачи о дроблении газовых пузырьков в жидкости при отсутствии внешних полей. Многочисленные экспериментальные наблюдения за поведением газовых пузырьков, погруженных в жидкость и подвергаемых воздействию электрического поля, показали, что пузырьки газа принимают форму эллипсоида, большая ось которого параллельна направлению электрического поля [52]. [c.141]

Отношение длин полуосей эллипсоида зависит от величины приложенного поля. При этом нестабильность поверхности пузырька, приводящая к его дроблению, происходит. лишь при определенном соотношении между диэлектрическими проницаемостями газа и жидкости. [c.141]

Для анализа процесса дробления газового пузырька под воздействием внешнего электрического поля получим условие стабильности поверхности пузырька в жидкости. Выше было показано, что пузырек газа во внешнем электрическом поле вытягивается вдоль направления поля. Поскольку газ является сжимаемым веществом, объем пузырька будет меняться в зависимости от приложенных к его поверхности напряжений, в то время как масса газа, заключенная в пузырьке, будет оставаться неизменной вплоть до его дробления. [c.145]

В случае использования метода газожидкостной хроматографии разделение смеси газов на компоненты происходит в колонке с пористой шихтой (например, дробленым кирпичом), смоченной специально подобранной жидкостью. В колонку с помощью дозирующего устройства вводят определенное количество исследуемое газовой смеси, а затем впускают поток газа-носителя (азота, водорода, гелия). [c.294]

О разлете слоев жидкости под действием взрывных волн. Пусть имеется плоский, цилиндрический или сферический заряд взрывчатого веш ества (ВВ) и охватывающий его слой жидкости. Между зарядом ВВ и жидкостью может быть слой инертного газа. После взрыва жидкость придет в движение, раздробится на капли. Требуется найти дальность разлета капель к моменту прекращения движения. Задача детального описания этого процесса сложна. Целесообразнее рассматривать отдельно две стадии и каждую в рамках своих допущений и схематизаций. Первая стадия — деформация и дробление слоя жидкости под действием взрывной волны, в результате чего струи газа прорываются через жидкость, формируя ударную волну впереди жидкости. Вторая стадия — разлет образовавшихся и разогнанных до некоторой скорости капель жидкости, которые взаимодействуют с газовым потоком, инициированным взрывной волной. [c.357]

Одним из определяющих факторов в работе смесительных теплообменников является поверхность соприкосновения. G этой целью жидкости обычно разбрызгиваются на мелкие капельки. Однако степень дробления в каждом случае должна выбираться в соответствии с конкретными условиями работы аппарата. Чем мельче капли, тем больше поверхность соприкосновения, но вместе с этим меньше и скорость падения капли. При этом и скорость газа должна быть мала в противном случае капли будут лишь витать или уноситься с воздухом. Поэтому степень разбрызгивания воды должна быть в соответствии со скоростью воздуха и производительностью аппарата. [c.247]

Одним из определяющих факторов в работе смесительных теплообменников является поверхность соприкосновения. С этой целью жидкости обычно разбрызгиваются на мелкие капельки. Однако степень дробления в каждом случае должна выбираться в соответствии с конкретными условиями работы аппарата. Чем мельче капли, тем больше поверхность соприкосновения, но вместе с этим меньше и скорость падения капли. При этом и скорость газа [c.265]

Для расчета угла конусности необходимо знать, как зависят goj, и Гдх от параметров процесса. При выводе уравнений, описывающих процесс переноса капель жидкости в струе газа и распределение их по сечению струи, сам процесс дробления на капли вытекающей из сопла струи принимается в качестве краевого условия. [c.36]

Хорошо известно, что под действием потока газа, скорость которого превышает некоторую критическую, капля жидкости или струя разрушается. Это явление приводит к нелинейным колебаниям процесса горения в ракетных двигателях. Лейн [457] и Волынский [854] экспериментально определяли критические условия разрушения. Моррелл [555] исследовал струю воды под действием поперечных ударных волн. Наблюдались два основных типа процесса дробления жидкости. При одном из них возмущение капель заканчивается образованием нерегулярных струек. При втором происходит сдувание жидкости в форме пузырьков. Капля может принять линзообразную форму, и жидкость срывается с ее внешнего края. Обобщенная модель обоих типов процессов дробления пред.чожена Морре.т.чом [555]. [c.146]

Процесс распылнвания (дробления) жидкости определяется ее взаимодействием с окружающим газом. При этом самую существенную роль играют форма и степень закручивания жидкой струи, зависящие от.организации потока перед и за прожнмным отверстием форсунки. [c.222]

По мере роста интенсивности барботажа все большую роль начинает играть кинетическая энергия газа, и при очень больших w процесс каплеобразования начинает приближаться к процессу дробления жидкости в быстром потоке газа. При этом резко увеличивается образование крупных капель, выносимых потоком газа из двухфазного слоя. В конечном счете повышение скорости барботажа приводит к полному размыву двухфазного слоя и уносу всей массы тяжелой фазы. [c.281]

В целом можно сказать, что режил интенсивного дробления жидкости струями пара характеризуется отрывом от зеркала громадного количества капель, суммарная масса которых в данных условиях превышает в несколько раз массовый расход газа. Однако подавляющая масса этих капель поднимается на небольшую высоту и падает обратно доля капель, достигающих определенной высоты, с ростом последней стремительно падает. Так, например, при скорости пара ai"o=l,0 м/с, как видно из рис. 11-5, в интервале высот 50—300 мм на каждых следующих 50 мм выпадает обратно около 3/4 всей влаги, приходящей из предыдущей ступени. Лишь значительно выше, куда залетает примерно одна [c.285]

Весьма большое значение имеет зависимость величины уноса от скорости легкой фазы. При значительных высотах газового объема, когда паром уносятся практически только транспортируемые капли, скорость витания которых меньше скорости газовой фазы, величина относительного уноса м, отвечающая при однокомпонентной системе пар — жидкость влажности пара, определяется закономерностями генерации капель и их транспортирования. В зоне повышенных скоростей, где основную роль играет дробление жидкости струями газа, как показали эксиернменталы1ые исследования спектра капель, П0днимаюн1нхся на значительную высоту над барботируемым слоем (выше 200 мм), распределение капель по размерам может быть выражено экспериментальным законом с дисперсией, близкой к единице. [c.285]

Как видим, зависимость Gr от Р является линейной при прочих равных условиях. Для данного случая она изображена на рис. 5-7. Эксиериментальные исследования, выпо.дненные на ЦТА при различных скоростях газа, размерах сопел, сопротивлениях и давлениях в аппарате, показывают, что уже при давлении Р 0,75-Ю Па процесс в аппарате близок к теоретическому (кривая 2 на рис. 5-7). При этом давление воздуха на входе в аппарат было атмосферным, т. е, весь перепад практически использовался ( срабатывался ) в соплах, а турбины в установке не было. С увеличением давления удельный расход воздуха g возрастает в большей степени, чем давление, так как условий тепло-и массообмена в аппарате, в частности турбулентности и скорости газа, видимо, недостаточно для дробления жидкости на мелкие частицы (т. е. для образования соответствующей поверхности контакта и уменьшения тепловых и диффузионных сопротивлений в пограничных слоях, чтобы процесс тепло- и массообмена стал близок к идеальному). Таким образом, отклонение от идеального объясняется недостаточной интенсивностью процесса тепло- и массообмена. [c.139]

Распыливание ( дробление ) жидкости широко применяется в современной технике. Оно осуществляется, в частности, в химической и пищевой промышленности при экстра-гированли твердых веществ из жидкостей, при сушке, при различного рода взаимодействиях между жидкостями и газами, а также в ряде других технологических процессов (дробление пульпы в алюминиевой промышленности, охлаждение газов распыленной жидкостью в ряде аппаратов и т. д.). Столь распространенное применение распыливания объясняется тем, что во всех этих процессах уменьшение размеров капель резко увеличивает коэффициент теплопередачи и, следовательно, уменьшает время протекания процесса, что позволяет значительно уменьшить габариты аппаратов. Кроме того, распыливание обеспечивает большую равномерность распределения жидкости и лучшее взаимодействие ее с реагирующей средой. [c.4]

Центробежные силы, использование [в мельницах для измельчения или дробления различных материалов В 02 С 15/(08-10) при определении плотности материалов G 01 N 9/30 В 01 D (при отделении дисперсных частиц от жидкостей, газа или пара 21/26, 43/00, 45/(12-16) для удаления отфильтрованных осадков 25/36) при разделении (несмешива-ющихся жидкостей В 01 D 17/038 твердых материалов В 07 В 7/08-7/10) для уплотнения металлического порошка при изготовлении заготовок или изделий В 22 F 3/06 для формования В 28 В (трубчатых 21/(30-34) фасонных 1/34, 23/(10, 20))] Центровка [см. также центрование дисков, проверка с использованием (комбинированных 21/26 механических 5/255 оптических 11/275 электрических или магнитных 7/315) средств G 01 В оптических элементов G 02 В 27/62 осей с использованием ( механических 5/25 оптических 27/62 электрических или магнитных 7/31) средств [c.207]

В ряде процессов имеет место совместное движение двух жидкостей или жидкости и газа, которые практически нерастворимы друг в друге. Таково, например, движение воздуховодяной или воздухо-нефтяной смеси в эрлифтах, движение пароводяной смеси в циркуляционном контуре паровых котлов и испарителей, дробление жидкости в пневматических форсунках и т. п. [c.13]

Чем больше частота вращения насоса, тем при большей подаче возникает неустойчивый режим работы насоса (рис. 64 Янак — вакуумметрическая высота самовсасывания). Для гидродинамически подобных процессов это следует из формул пересчета. Увеличение частоты вращения ведет к большей турбу-лизациц потока и, следовательно, более сильному дроблению пузырьков газа, что мешает их быстрому движению к центру канала (мелкие пузырьки газа медленнее всплывают в жидкости, чем крупные), а также мешает их слиянию. Поэтому при увеличении частоты вращения падение напора при неустойчивых режимах уменьшается. [c.120]

Искажения кристаллической региетки, дробление блоков мозаики, Сопротивление износу от действия потока жидкости или газа. [c.507]

Дробление газом. Эффективность дробления воздухом была показана, в частности, Джойсом [400]. Авторы работы [483] установили отличное соответствие между измеренным размером капель, раздробленных высокоскоростным потоком газа, и резу.льтатами расчетов с использованием эмпирических соотношений Нукиямы и Танасавы [576]. Теоретический анализ характеристик струйного распылителя вязкой среды выполнен в работе [176] там же получено и его экспериментальное подтверждение методом высокоскоростного фотографирования. В работе [126] изучалось использование высокоскоростных испарителей при большой скорости потока воздуха, нагретого до высокой температуры, в минимальном сечении трубки Вентури. В работах [457, 119] исследовалось дробление струи жидкости и капель потоком воздуха. [c.146]

Гетерогенные смеси, их движения, последствия воздействия на них, возникающие в них волны чрезвычайно многообразны, что является следствием многообразия комбинаций фаз, их структур, многообразия межфазных и впутрифазных взаимодействий и процессов (вязкость и межфазное трение, теплопроводность и межфазный теплообмен, фазовые переходы и химические реакции, дробление и коагуляция капель и пузырей, различные сжимаемости фаз, прочность, капиллярные силы и т. д.) и многообразия различных видов воздействия на смеси. Например, в га-зовзвесях образуются размазанные волны, структура и затухание которых определяются главным образом силами межфазного трения с газом и дроблением капель или частиц. В жидкости с пузырьками газа или пара из-за радиальных пульсаций пузырьков, помимо размазанных волп, характерными являются волны с осцилляционной структурой, сильно зависящей от процессов тепло- и массообмена, а также дробления пузырьков. Далее в конденсированных средах фазовые переходы, инициируемые сильными ударными волнами, могут привести к многофронтовым волнам из-за немонотонного изменения сжимаемости среды при фазовых превращениях. Своеобразные волновые течения с кинематическими волнами возникают и при фильтрации многофазных жидкостей. [c.5]

При больших скоростях истечения вихревые движения жидкости в зоне проиикиовения газа усиливаются и вызывают дробление газовой струи на границе раздела фаз. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...