ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамические закономерности работы пенных аппаратов из "Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями" Режимы и структурные параметры пенного слоя. Известная 15, 20] резюмирующая классификация гидродинамических режимов в дисперсных системах газ — жидкость (Г —Ж) недостаточно учитывает характер структуры слоя и его изменение во времени для щирокого интервала линейных сшростей газа. Структурные же элементы пенного слоя — поверхность контакта фаз (ПКФ), газосодержание и другие — все еще нуждаются в тщательном изучении. [c.24] Границы указанных гидродинамических режимов зависят от гидродинамических, физико-химических и констругсгивных параметров системы и могут колебаться в широких пределах. [c.25] Поведение структурных параметров — газосодержания и ПКФ — во времени носит вероятностный, пульсирующий характер, что является результатом неоднородности структуры и нестационарности поведения фаз. Следствием неоднородности и нестационарности структуры пенного слоя является и пульсация в нем перепада давления АР,-. Это наводит на мысль, что между пульсациями АР,- и флуктуациями структурных параметров (в частности, агрегатной ПКФ) должна существовать связь. [c.26] Таким образом, любые изменения структуры слоя сопровождаются в первую очередь изменением флуктуирующей кинетической энергии. Следовательно, должна существовать связь между критерием е и интенсивностью массообмена.. . [c.27] Агрегатная ПКФ является активной частью общей ПКФ, через которую в основном протекают процессы переноса. Ее поведение определяет меру турбулентного обмена между фазами и активации ячейковой ПКФ. [c.27] Коэффициенты перемешивания в пенном слое. При изучении массообменных процессов весьма существенно знание коэффициентов перемешивания в жидкой фазе в зависимости от гидродинамических параметров и физических свойств жидкости. Литературные данные не содержат надежного уравнения для определения коэффициента перемешивания при пенном режиме. [c.27] Высокая турбулентность пенного слоя в значительной мере маскирует влияние физико-химических свойств системы на скорость лроцесса массопередачи. При скоростях газа в полном сечении аппарата, превышающих Шг 2,5—3 м/с, это влияние сводится к минимуму, однако при 1е г 2 м/с оно становится ощутимым. [c.28] Исследовано влияние скоростей газа и жидкости на коэффициент перемешивания жидкостей — водных растворов с различной вязкостью ( Лж=0,001—0,00674 Па-с) и поверхностным натяжением (а=47-10- Дж/м ) в модели пенного аппарата сечением 200X30 мм. Скорость газа меняли в пределах Шг=0,6—1,9 м/с скорость жидкости Шш=9—30 м/с. Коэффициенты перемешивания, аналогичные эффективным коэффициентам диффузии, определяли методом построения кривых отклика на возмущающий сигнал импульсной формы [32]. [c.28] Значения коэффициента ) мало зависят от скорости газа Шг при изменении ее в указанных выше пределах. С увеличением плотности орошения абсолютные значения Вж растут (рис. 1.9). При повышении вязкости раствора Ощ проходят через максимум при Цж= 0,0025 Па-с, но сравнительно влияние не является решающим. Влияние поверхностного натяжения а при данной высоте слоя пены Я оказалось незначительным. Согласно теории турбулентности [16] в общем случае коэффициент перемешивания зависит от скорости элементов жидкости и от масштаба турбулентных пульсаций. В пенном слое за величину, характеризующую скорость элементов жидкости, можно принять линейную скорость жидкости хюш, а за максимальный масштаб пульсаций — высоту газожидкостного слоя (высоту пены) Н. [c.28] Вязкость жидкости 1—ЫО— Па-с (вода) 2-1,72-10-3 3-2,6-.10-3 4 4о. а-3. 5-6,74-10-3 Па с. [c.28] По абсолютной величине коэффициенты перемешивания (эффективной диффузии) в пенном слое примерно на 4 порядка выше коэффициентов молекулярной диффузии в той же среде. В пенном аппа рате Q yшe тддяe]mJШIШ ШMы 4i ЖJШ-. м ния потока жидкости, близкий к режиму полного смешения. [c.29] Пунктиром данЫ расчетные линии. [c.30] Сплошная линия — Я пунктир— Р Пунктир — ДР. Решетки 7—6/4 2—5/2. [c.31] Уравнение справедливо ирн заранее учтенном влиянии утечки жидкости через отверстия решетки на высоту пенного слоя. В условиях. абсорбционных процессов и процессов теплопередачи утечка жидкости через отверстия обычно пренебрежимо мала. На его основе применительво к различным практическим условиям получены следующие расчетные уравнения. [c.32] Пользуясь расчетными уравнениями (1.4) и (1.5), а также более удобными, чем общие, для некоторых распространенных в практике условий частными уравнениями (1.3), можно с требуемой точностью без проведения опытов рассчитать высоту слоя подвижной пены. Однако для этого необходимо определить высоту исходного слоя жидкости Ло, причем в юрмулу (1.5) Ло входит в неявном виде, поскольку Ло=/(Лд, /, Ян) [6, 34], т. е. обычно является величиной неизвестной. [c.33] При проведении процессов, в которых соотношения потоков газовой и жидкой фаз определяются материальным или тепловым балансом, необходимо иметь возможность регулирования высоты слоя пены при постоянных расходах газа и жидкости. Это может быть эффективно осуществлено [35, 36] изменением величины (высоты Л) отверстия для слива пены с решетки специальной заслонкой, т. е. путем регулирования подпора пены. Для этого необходимо определить вьюоту сливнаго отверстия при заданной высоте слоя пены, и наоборот. Использование уравнений (1.4) и (1.5) неприемлемо из-за трудности и ошибочности определения в этих условиях высоты исходного слоя жидкости [34], в связи с чем величину Ло необходимо из расчетных формул исключить. [c.33] Один и тот же аппарат может работать в зависимости от эксплуатационных условий как со свободным сливом пены, так и с ее подпором. Например, варьируя только одну скорость газа при прочих равных условиях, можно работать при малых Щг со свободным сливом пены, а при больших Шг —с ее подпором. Таким образом, тот или другой режим слива пены с решетки и количество жидкости на ней зависят от рабочих условий и от комбинации конструктивных элементов аппарата. [c.35] Вернуться к основной статье