ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Профиль волновой поверхности и основные параметры волн из "Ректификация термически нестойких продуктов" Наступление волнового режима движения пленки характеризуется возникновением сложных процессов, вызывающих не только изменение формы и величины свободной поверхности, но и влияющих на характер течения пленки. Попытки теоретического рассмотрения этого явления с целью определения количественных характеристик, позволяющих производить расчет профиля волновой поверхности, обычно базируются на приближенных методах интегрирования уравнения Навье—Стокса для двумерного течения с рядом допущений. Основное из них — это допущение о существовании на поверхности пленки только регулярных волн с синусоидальной формой. [c.47] В то же время в результате исследований П. Л. Капицы и С. П. Капицы [17] было установлено, что в действительности закономерности волнообразования имеют значительно более сложный характер. Спектр параметров волнового течения изменяется по мере стекания пленки, т. е. по ее длине. [c.47] В настоящее время единственной возможностью, позволяющей выявить основные параметры реального волнового течения стекающих пленок, является проведение экспериментального исследования профиля волновой поверхности, длины волны, фазовой скорости и других характеристик. [c.47] Измерения амплитуды, фазовой скорости, частоты и длины волн были проведены на воде и 25%-ном растворе глицерина в воде в интервале 34 Нез 472 на расстояниях 130, 310, 445 и 670 мм от входа жидкости. [c.48] Частота волн у. возрастает с повышением Не , особенно при нагрузках 200 (появление ряби ), и убывает с увеличением расстояния от оросителя (в исследованных пределах изменения длины пленки до 670 мм — примерно в два раза) и с возрастанием вязкости жидкости. [c.49] Наиболее вероятные значения важнейших параметров волнового течения водяной пленки при 20 °С по вертикальной пластине для сечения, отстоящего на 130 мм от начала течения приведены в табл. 1. [c.50] Интересно отметить, что благодаря статистическому характеру волнового процесса на поверхности пленки жидкости всегда имеются волны, длина которых примерно в три раза больше или меньше наиболее вероятного значения. При Не 200 наблюдаются мелкие волны ( рябь ), сопровождающие одиночные крупные волны. [c.50] Тремя резличными способами измерений (осцилло-графическим, кино- и фотосъемкой поверхности пленки) показано, что волны, близкие по своим параметрам к регулярным, возникают на определенном расстоянии от начала течения. До Кез 160 величина такого расстояния возрастает с увеличением плотности орошения. При дальнейшем увеличении нагрузки длина безволнового участка вновь убывает. Полученные данные согласуются с теоретическим анализом и экспериментальными измерениями [20—22]. [c.50] Область регулярного волнового течения становится более узкой с увеличением плотности орошения, резко уменьшаясь при Ке 200. [c.50] Однако существенный разброс значений всех параметров реальных волн, в том числе их длины, амплитуды и фазовой скорости, не может не приводить к дополнительным периодическим возмущениям, несколько искажающим параболический профиль скоростей. Возникающие при этом пульсации обусловливают постепенное развитие турбулентности в пленке и, согласно гипотезе Л. Д. Ландау — В. Г. Левича [23], проникают, постепенно затухая, глубоко в вязкий подслой, вплоть до самой стенки, что было, в частности, подтверждено электрохимическими измерениями на хордовой насадке при Яе 200[261. [c.52] Обратные токи вызывают дополнительное локальное перемешивание в пленке. [c.52] Из анализа уравнения (П1-19) следует, что поскольку то А5 должно быть мало. [c.52] Проведенные авторами уравнения (И 1-20) расчеты показали, что для.вязких жидкостей с малым а, например для -пропилового спирта, при Нвз 800 величина может достигать примерно 50%, что резко расходится с имеющимися экспериментальными данными [6, 27, 28], согласно которым Д5 даже при Не . = 5000—6000 не превышает нескольких процентов. [c.53] Подобное расхождение свидетельствует о том, что уравнение (П1-20) не применимо даже при Я/б 13,7, что соответствует приближению теории П. Л. Капицы [8], справедливому лишь при небольших плотностях орошения, например для воды при Ке 200. По указанным причинам значения Л5, вычисленные и опубликованные Тэйлби и Портальским, были подвергнуты обоснованной критике [29]. [c.53] На основе обработки осциллограмм, полученных нами при измерении волновых параметров течения пленки жидкости, было показано, что при Ке 100 величина А5 не превышает 0,5%,что находится в хорошем соответствии с литературными данными [30—32]. [c.53] Вернуться к основной статье