ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дробление и коалесценция капель из "Процессы и аппараты химической технологии Часть 1" Выходя из диспергирующего устройства, капли взаимодействуют с окружающей средой (газ, жидкость), которая может существенно деформировать их или полностью разрушить. На это взаимодействие накладывается нестационарность режима движения капель-они могут либо тормозиться, либо ускоряться потоком среды. В связи с тем, что первоначальное диспергирование полидисперсно, на некотором расстоянии от диспергирующего устройства скорость капель различных размеров может существенно различаться, что, в свою очередь, служит причиной их взаимных столкновений. Последнему может способствовать также пересечение траекторий движения капель, обусловленное одновременной работой нескольких близко установленных диспергирующих устройств. [c.140] Рассмотрим такие понятия, как осцилляция (колебание) капель и циркуляция в них жидкости. [c.140] Установлено, что циркуляция внутри капли возникает не всегда, а Л1Ш1Ь тогда, когда при данном размере капли относительная скорость обтекающей ее сплошной среды достигает определенного значения или когда при одной и той же относительной скорости размер капли больше некоторого критического. Поскольку этот вопрос очень важен для анализа процессов массопереноса, рассмотрим его подробнее. [c.141] По указанному признаку каплю условно разделяют на капли малого диаметра (отсутствие циркуляции) и большого диаметра (наличие циркуляции). Поскольку в реальных условиях относительная скорость капель в процессе их полета изменяется (обычно существенно снижается), то в начале развития внутрикапельная циркуляция жидкости может постепенно затухать, т. е. такие капли, сохраняя неизменный размер, постепенно от капли большого диаметра перейдут в группу капель малого диаметра. [c.141] Например, для капель воды в воздухе Ке р = 1000. [c.141] При с1 с1 р не только возникает циркуляция жидкости внутри капли, но и изменяется режим ее обтекания, в частности возрастает коэффициент гидравлического сопротивления. [c.141] Разрушение капель начинается при появлении отрывного течения сплошной среды в кормовой части капли. Для количественной оценки уровня устойчивости капли в большинстве случаев используют критерий Вебера У е = характеризующий соотношение сил гидравлического воздействия на каплю со стороны сплошной среды и сил поверхностного натяжения. Значение критерия Вебера, соответствующее началу разрушения капли, принято называть критическим е р. Однако в оценке этой величины имеются большие расхождения, что можно объяснить зависимостью начала разрушения капель также и от вязкости жидкости, продолжительности воздействия сплошной среды и некоторых других факторов. Таким образом, можно сделать вывод, что критерий Вебера-не единственный, определяющий устойчивость капли. [c.141] Однако, как оказалось, и эти параметры учитывают далеко не все факторы, обусловливающие столь сложное явление, каким реально оказывается распад капель. [c.142] При дроблении капли в условиях уменьшающейся относительной скорости происходит вьщувание ее в сумку вследствие того. [c.142] При дроблении капли в условиях возрастающей относительной скорости наблюдаются два вида деформации 1)-в случае капель достаточно вязких жидкостей - нефти, мазута и т. п. (описана выше) 2) - в случае маловязких жидкостей (вода, спирты и т. п.) происходит выдувание капли в сумку , которое сопровождается значительным уменьшением аэродинамического сопротивления, компенсирующим возрастающий динамический напор. Если скорость газа намного превышает критическую, происходит срыв жидкости верхнего слоя капли с наветренной стороны капли, имеющей форму диска, с образованием мелких капелек. При критической деформации капли диск перфорируется, и капля распадается на несколько капель меньшего размера (рис. 6-26,6). [c.143] При воздействии на каплю мощных импульсов давления и скорости, например при горении капель в сверхзвуковом потоке, может наступить взрывное дробление (рис. 6-26, е). [c.143] Значения критериев, приведенные для трех режимов дробления капель, позволяют определить вид распада и, следовательно, в той или иной степени оценить поверхность капель. [c.143] Следует отметрггь, что в реальных промьш1ленных аппаратах химической технологии, в которых используют диспергирование жидкостей, критерий е обычно намного меньше 10, т.е. соответствует отсутствию вторичного дробления, или первому режиму. [c.143] Вернуться к основной статье