Коалесценция

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]

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]

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

Оценим границы применимости полученных результатов. Напомним, что при анализе процессов дробления было сделано два предположения. Во-первых, в соотношении (4. 3. 7) не учитывалось влияние коалесценции газовых пузырьков на их распределение по размерам во-вторых, использование формулы (4. 3. 8) возможно лишь при условии однородной изотропной турбулентности. [c.139]

Коалесценция двух пузырьков газа в жидкости при больших значениях Ке [c.150]

Перейдем к определению вероятности коалесценции двух пузырьков газа в жидкости. Из соотношений (4. 5. 7), (4. 5. 13) следует, что траектория относительного движения пузырьков при т 1 определяется выражением [c.153]

Напомним, что коалесценция возможна лишь при столкновении пузырьков близких радиусов [c.154]

Если размеры пузырьков удовлетворяют неравенству аН/Н 8ц, то коалесценции не происходит. На рис. 53 показаны траектории относительного движения пузырьков 8 (0) для двух значений параметра т. Соответствующие этим двум траекториям значения ф равны 0.15 и 0.03. Используя определение прицельного параметра I (см. (4. 5. 6)) и полученное выше ограничение на ф (4. 5. 24), определим сечение коалесценции пузырьков газа [c.154]

Тогда вероятность столкновения двух пузырьков газа с объемами 1 1 и Уц определяется как произведение относительной ско-рости их движения на сечение коалесценции [c.154]

Соотношение (4. 5. 28) означает, что в этом случае происходит коалесценция пузырьков только одинаковых размеров. [c.155]

Поскольку вероятность столкновения двух пузырьков значительно больше вероятностей тройных, четверных и т. д. столкновений, в дальнейшем при рассмотрении коалесценции в газожидкостном слое будем ограничиваться случаем парных столкновений пузырьков газа. [c.155]

Коалесценция газовых пузырьков [c.155]

Напомним, что в предыдущем разделе при выводе формулы для функции вероятности коалесценции двух пузырьков предполагалось, что расстояние между пузырьками до столкновения удовлетворяет требованию [c.156]

При 1 =100 неравенство (4. 6. 13) означает, что а 0.1, что подтверждает применимость предложенной модели коалесценции для достаточно разреженных систем. [c.157]

Коалесценция пузырьков газа во внешнем электрическом поле [c.158]

Запишем кинетическое уравнение коалесценции в обычном виде (4. 6. 1) [c.159]

Этот процесс обычно носит название поляризационной или кулоновской коалесценции [58]. Коалесценция больших пузырей газа при учете сил тяжести и Архимеда будет рассмотрена в следующем разделе. [c.159]

Вид функции (4. 7. 18) в различные моменты времени показан на рис. 54. В начальный момент времени =0 (т = 1) кривая распределения, как видно из рис. 54, имеет максимум при В=1, т. е когда объем пузырьков газа является характерным. Введем понятие времени коалесценции по истечении которого общее число пузырьков газа уменьшается в два раза. Из соотношения (4. 7. 2) видно, что [c.162]

Отметим, что, хотя в уравнении (4. 7. 1) интегрирование по размерам пузырьков ведется до бесконечности, из-за быстрого убывания константы коалесценции К (У, У) при У У . фактически учитывается коалесценция пузырьков с размерами меньше критического. Перемещение мелких пузырьков газа в жидкости происходит благодаря их тепловому (броуновскому) движению, а электрическое поле при этом только увеличивает вероятность коалесценции пузырьков в силу их диполь-дипольного взаимодействия. Поскольку такое взаимодействие является короткодействующим, электрическое поле не влияет на относительно большие перемещения пузырьков. Для больших пузырьков газа роль теплового движения сильно уменьшается, математически это отражается на быстром убывании К , У) при У, У оо. [c.162]

Из сравнения (4. 7. 38) и (4. 7. 39) видно, что наличие внешнего поля и обусловленного этим полем взаимодействия между пузырьками газа приводит к увеличению потока пузырьков Фо и, следовательно, к увеличению константы коалесценции Ко на вели- [c.166]

При этом константа коалесценции пузырей в отсутствие внешнего поля может быть определена следующим образом [58] [c.167]

Минимальное значение константы коалесценции можно определить, положив 7 2=0 (F =0) в [соотношении (4. 7. 51). Имеем [c.168]

Время коалесценции с учетом определения (4. 7. 19) и выражения -для (4. 7. 52) получим в виде [c.168]

Из соотношения (4. 7. 53) видно, что с увеличением напряженности электрического поля Е время коалесценции уменьшается и, следовательно, процесс коалесценции развивается быстрее. [c.168]

Если пузырьки газа заряжены, то из соотношений (4. 7. 42) и (4. 7. 44) следует иной вид константы коалесценции [c.168]

Чтобы сталь хорошо штамповалась, она должна иметь не только определенный состав, но и соответствующую микроструктуру — мелкозернистый феррит с перлитом, располагающимся в стыках нсскольких ферритных зерен. Коалесценция перлита (см. п. 2 этой главы о коалесценции сульфидной эвтектики) приводит к появлению по границам зерен структурно свободного цементита, что чрезвычайно вредно для нзтампуемости. [c.200]

Обсудим сначала вопрос о влмягпш процессов коалесценции на спектр размеров пузырьков. Очевидно, что это влияние будет ощ,утимым либо в случае, когда газосодержание велико а 1, либо когда интенсивность турбулентного неремешивания фаз такова, что вероятность столкновения пузырьков близка по порядку величины к вероятности их дробления (значения критерия Ке для последнего случая лежат в интервале 1000 Ве 2000). На рис. 47 показаны зависимости от объемного газосодержа-ния а для различных значений Ве, полученные экспериментальным путем в [50]. Здесь диаметр трубы и физико-химические свойства обеих фаз удовлетворяют условию Уе/Ве =2.5-10 . Видно, что для больших значений Ве 2500 (рис. 47, кривые 2—4), когда вероятность дробления пузырьков существенно больше вероятности коалесценции, увеличение с ростом а незначительно. Для относительно малых значений Ве 2000 влияние коалесценции на величину становится заметным (рис. 47, кривая 1). Подробный анализ процессов коалесценции будет дан в последующих разделах главы. [c.140]

Рассмотрим постановку и решение задачи об относительном движении и коалесценции двух пузырьков газа в слабовязкой жидкости в соответствии с [551. Прежде чем перейти к теоретическому анализу коалесценции пузырьков, запишем систему уравнений для относительного движения двух пузырьков близких размеров, используя обозначения, введенные в разд. 2.10 [c.150]

Рассмотрим непрерывный стационарный поток пузырьков газа через слой жидкости, находящ ейся в вертикальной трубе. Обозначим через п (Р, г) число пузырьков газа в точке пространства z с объемами, заключенными в интервале (Р, Р-Ь Р). Кинетическое уравнение для функции распределения п (Р, г), описывающее коалесценцию, можно записать в виде [551 [c.155]

Первый член в правой части (4. 6. 1) описывает увеличение числа пузырьков с объемалш Р в данной точке пространства z за счет коалесценции пузырьков с меньшими объемами, а второй — уменьшение количества пузырьков с объемами Р за счет их коалесценции с другими пузырьками. [c.155]

Соотношение (4. 6. 18) означает, что спектр монодисперсной системы газовых пузырьков является неустойчивым. За промежуток времени порядка времени релаксации одиночного пузырька за счет процессов коалесценции и дробления система пузырьков становится полидпсперсной. [c.158]

До сих пор при теоретическом анализе процессов коалесценции газовых пузырьков в жидкости предполагалось, что на газожидкостную систему не действуют внешние поля. Известно, что наложение внешнего электрического поля на рассматриваемую дисперсную систему приводит к увеличению вероятности коалесценции пузырьков определенных размеров и, следовательно, к существенному изменению распределения пузырьков газа по размерам в жидкости. Прежде чем перейти к постановке и рещению задачи об определении функции распределения пузырьков газа по размерам п V, t), обсудим вопрос о влиянии электрического поля на коалесценцию. Как известно, слияние пузырьков газа может произойти только при их столкновении. Однако не каждое столкновение является аффективным, т. е. не при каждом столкновении пузырьки коалесцируют. Эффективность коалесценции пузырьков определяется главным образом свойствами их поверхности. Поскольку точно учесть влияние свойств поверхности пузырька на эффективность коалесценции практически невозможно, используют усредненный коэффициент вероятности слияния двух пузырьков газа X. При х = 1 (случай, рассмотренный в предыдущем разделе) коалесценцию обычно называют быстрой, при х 1 — медленной. В разд. 4.4 показано, что при определенном значении напряженности электрического поля , j, деформированные полем пузырьки, имеющие в первом приближении форму эллипсоидов, начинают распадаться на более мелкие пузырьки. С другой стороны, при Е злектрическое поле увеличивает вероятность [c.158]

Обозначим через ТБо полное число пузырьков газа в начальный момент времени в объеме системы, а через — минимальную величину константы коалесценции, зависящую от напряженности электрического поля. Введел новые переменные [c.159]

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]

Минимальное значение константы коалесценции в этом слунае определяется при помощи соотношения [58] [c.169]

Из (4. 7. 56) следует, что при разноименных зарядах пузырьков константа коалесценции увеличивается на величину 32т10д д2/е1 кТ, а при одноименных — уменьшается на ту же величину, что является отражением хорошо известных свойств притяжения и отталкивания заряженных частиц. [c.169]

Результаты рассмотренной в данном разделе задачи справедливы лишь для небольших по размеру пузырьков газа, когда их тепловое движение играет решающую роль при коалесценции. Как указывалось в начале раздела, для больших пузырьков газа, коалесцирующих в жидкости под действием внешнего электрического поля, необходимо учитывать влияние силы выталкивания, приводящей к упорядоченному движению больших газовых пузырьков вверх. Данному вопросу будет посвящен следующий раздел. [c.169]

Т, р представляет собой объе.м газового пузырька, начиная с которого тепловая коалесценция становится малоэффективной по сравнению с гравитационной. Ниже величина этого параметра будет определена. [c.169]

Гидродинамика многофазных систем (1971) -- [ c.470 ]

Физико-химическая кристаллография (1972) -- [ c.341 ]

Температуроустойчивые неорганические покрытия (1976) -- [ c.252 , c.253 ]

Техническая энциклопедия Том16 (1932) -- [ c.0 ]

Материаловедение Технология конструкционных материалов Изд2 (2006) -- [ c.375 ]

Металловедение Издание 4 1963 (1963) -- [ c.130 ]

Металловедение Издание 4 1966 (1966) -- [ c.135 ]

Техническая энциклопедия Т 10 (1931) -- [ c.58 ]

Технический справочник железнодорожника Том 1 (1951) -- [ c.0 , c.58 , c.354 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...