Скорость массоотдачи для пузырей

Очень маленькие пузыри (диаметром йр примерно менее 0,1 см в очищенной воде) ведут себя подобно жестким сферическим частицам и равномерно поднимаются с предельной скоростью 1/т, которая пропорциональна с/р. Как и в случае капель, в них происходит внутренняя циркуляция, и скорость таких пузырей несколько выше, чем у твердых сферических частиц. (Согласно некоторым данным, массоотдача к пузырю или от него сказывается на скорости свободного подъема [36, 132 ].) Ничтожные количества поверхностно-активных примесей стремятся, однако, остановить эту циркуляцию. Пузыри промежуточных размеров (примерно от 0,2 до 1,5 см в случае воды) приобретают плоскую и искаженную форму, напоминающую сплюснутый сфероид или эллипсоид, поднимаясь, они колеблются и раскачиваются . Большие пузыри (й , > 1,5 см) образуют сферические шапки, формой силуэта напоминающие зонтик, и поднимаются с неизменной скоростью. При увеличении йр с 1,5 до 4,8 см предельная скорость больших пузырей возрастает всего лишь примерно на 35 %. В случае пузырей несферической формы параметр йр представляет собой диаметр сферы того же объема. [c.266]

Двухфазная модель представляет собой наиболее разработанную во всех деталях теорию поведения фаз в ПС. Многочисленные эксперименты по проверке ее, в том числе и с помощью искусственно вводимых в минимально псевдоожиженный слой единичных пузырей газа, позволили определить необходимые параметры модели (диаметр пузыря, коэффициенты массообмена между пузырем и окружающей его зоной слоя и др.). И хотя модель наиболее употребительна для расчетов химических реакторов с ПС катализаторов, она все же не учитывает ряда факторов, почти всегда наблюдаемых в экспериментах увеличения размера пузырей по мере их подъема в слое влияния соседних пузырей при определении скорости подъема пузыря сравнимости размеров пузырей и габаритов ПС в аппаратах малого диаметра. Кроме того, формула для коэффициента массоотдачи при диффузионном массообмене пузыря и его окрестностей р=0,251) не всегда подтверждается экспериментально. [c.540]

Растворение при постоянном числе частиц. Этот случай реализуется при растворении твердых частиц, капель и пузырей без их коагуляции и дробления [358]. Будем, как и ранее, считать, что при растворении объемная скорость сплошной фазы остается постоянной. В рассматриваемом случае, кроме Уд и а изменяются скорость движения частиц и коэффициент массоотдачи к . [c.246]

В случае применения к замкнутым системам с неизвестной поверхностью контакта фаз, например к системам пузырей или капель, уравнения (20.10) и (20.11) нуждаются в некоторых изменениях. Один из наиболее распространенных способов обобщения таких уравнений па системы с неизвестной межфазной поверхностью заключается в отнесении коэффициентов массопередачи к единице объема системы. При малых скоростях массообмена выражение для локального объемного коэффициента массоотдачи выглядит следующим образом [c.571]

Для реализации массообмена между газом и жидкостью наиболее распространены как наиболее простые аппараты — барботажные, так и наиболее интенсивные — аппараты с отражательными перегородками и турбинной мешалкой. Интенсивность массообмена в них зависит от поверхности контакта фаз и коэффициента массоотдачи, величина которого в барботажных аппаратах в основном определяется скоростью всплытия пузыря, в аппаратах с мешалкой — диссипахдаей мопщости. [c.598]

Массоперенос в пузыре. Вследствие того, что коэффициенты диффузии в газе на 4 порядка выше, чем в жидкости, процесс массопереноса в пузыре протекает значительно быстрее, чем в каплях. Степень извлечения различных газов и паров из пузыря диаметром 4 мм, равная 99 %, может достетаться уже на высоте слоя жидкости от 2 до 10-12 см. Такая высокая скорость массопереноса в пузырях приводит к значительным трудностям при экспериментальном исследовании этого процесса. Трудности эти связаны с очень большим вкладом так называемых концевых эффектов в общее количество вещества, поступающего в пузырек в процессе его существования. Разделить стадии, из которых складывается общий процесс массопереноса в пузырьке (массоперенос во время образования, собственно движения и коалесценции на поверхности жидкости) практически невозможно. При этом степень поглощения в процессе образования пузыря и выхода его на поверхность жидкости может составлять до 50 % и выше. Кроме того, в связи с очень большой скоростью массопереноса в процессе движения становится заметным влияние так называемого поверхностного сопротивления. По-видимому, этим объясняется тот факт, что в настоящее время механизм массопередачи в пузырьке до конца не выяснен, а имеющиеся экспериментальные результаты по определению коэффициентов массоотдачи достаточно противоречивы. Многочисленные результаты по определению коэффициентов массоотдачи при лимитирующем сопротивлении газовой фазы на барботажных тарелках различных конструкций практически не дают никакой информации о механизме массопередачи в движущихся пузырях. Это связано с тем, что в такого рода экспериментах определяется суммарный коэффициент массоотдачи на тарелке, включающий все три стадии процесса. [c.285]

Механизм такого снижения коэффициентов массоотдачи в газовой фазе по сравнению со значениями, предсказываемыми теорией конвективного массопереноса, еще не достаточно изучен. Можно предположить, что это является следствием образования на границе раздела фаз энергетического или механического барьера из адсорбированного слоя молекул растворимых или нерастворимых веществ, обладающих поверхностно-активными свойствами. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ), специально вносимых в жидкую фазу в небольших количествах, на скорость массопередачи исследовалось неоднократно [5]. Такое влияние в основном является негативным, однако при некоторых видах ПАВ может приводить и к ускорению массопередачи. Уменьшение скорости массопереноса при добавках ПАВ происходит не только вледствие изменения гидродинамических условий, в частности подавления циркуляции внутри капли или пузыря. Разработана модель [16], согласно которой растворимые ПАВ адсорбируются поверхностью капли или пузыря и накапливаются в кормовой ее части в количествах, достаточных для создания межфазного сопротивления или барьера. Присутствие не растворимых в воде веществ также может способствовать уменьшению скорости массопереноса. В [48] отмечается, что скорость испарения воды в пузырек падала в несколько раз, когда в воде присутствовали капельки не растворимого в ней ундекана, которые могли захватываться всплывающим пузырьком и экранировать его поверхность. Однако в настоящее время нет ответов на вопросы о том, могут ли незначительные количества ПАВ или загрязнений, содержащихся в обычных жидкостях, создать на поверхности [c.286]

Что касается поверхности контакта фаз, то равенство ее для модельного и промышленного аппаратов безусловно является необходимым условием моделирования. Поскольку при барботаже размер пузырей не зависит от диаметра аппарата, а влияние пристенного эффекта на удельную поверхность контакта фаз при Z)aim>0,4 м невелико [1], по-видимому, диаметр модельного аппарата может быть принят близким к указанному. По данным, приведенным в работе [182], объемный коэффициент массоотдачи в барботажном слое весьма незначительно изменяется с увеличением диаметра аппарата Dann- Для насадочных аппаратов поверхность контакта фаз также не должна изменяться с увеличением диаметра при условии сохранения тех же скоростей потоков и размера насадочных элементов. [c.172]

Однако, несмотря на такой прорыв факелов или пузырей газа и уменьшение гидравлического сопротивления коэффициент массоотдачи увеличивается с возрастанием скорости от 2 до 4,1 м/с, что связано, по-видимому, с задержкой жидкости на тарелке. Коэффициент массоотдачи в газовой фазе (на примере испарения воды в воздух) на крупноперфорированных тарелках в несколько раз выше, чем на мелкоперфорированных тарелках, и приближается к значениям коэффициентов массоотдачи, получаемым на тарелках с шаровой подвижной насадкой. [c.552]