Двухфазные потоки при барботаже

Многие процессы химической технологии проводятся при движении через трубопроводы и аппараты двухфазных потоков. В этих потоках одна из фаз обычно является дисперсной, а другая — сплошной (дисперсионная среда), причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пузырей, пленок и т. п. Взаимное направление обеих фаз в потоке может быть различным. Например, движение твердых частиц и потока газа при пневмотранспорте, пузырей пара и кипящей жидкости в вертикальных трубках выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (см. главу IX) направлено в одну сторону, т. е. является прямоточным. Во многих других случаях фазы движутся в противоположных направлениях, т. е. их движение противоточное. При противотоке фаз осуществляется, в частности, взаимодействие пленок стекающей вниз жидкости с восходящими потоками газа или пара в пленочных или насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах, взаимодействие капель с потоком другой жидкости (сплошной фазой) в полых или насадочных колонных экстракторах (см. главы XI и XII) и т. д. Картина взаимного движения фаз в аппарате в целом или на отдельных его участках часто более сложная, чем при прямотоке или противотоке, например в аппаратах с псевдоожиженным слоем или на тарелках массообменных аппаратов при барботаже (см. главу XI). [c.111]

В опускных пузырьковых двухфазных потоках скорость всплытия пузырей направлена навстречу скорости жидкости. Если групповая скорость всплытия пузырей меньше скорости жидкости, реализуется спутное опускное течение при их равенстве реализуется режим зависания газовой фазы. В последнем случае объемное расходное газосодержание р равно нулю, а истинное объемное газосодержание Ф может меняться в широких пределах (в наших экспериментах при атмосферном давлении получено 0<ф< 0,6). По характеру взаимного движения жидкости и газа режик< зависания газовой фазы противоположен барботажу, подробно описанному в литературе, например в [ 1 ]. В общем случае режим зависания не является режимом захлебывания при переходе от спутного движения к противоточному и должен, подобно барботажу, рассматриваться как самостоятельнь й. Он может быть организован цепенаправпенно без предварительного прямоточного или противоточного движения. Например, режим зависания реализуется в верхней части столба жидкости в вертикальном канале при питании его стекающей по стенкам пленкой или центральной струей. Высота двухфазного слоя в подобных условиях в наших экспериментах, например, достигала 15 м и более при полном отсутствии расхода газа. [c.101]

Отличительной особенностью первого случая является неразрывность потоков фаз. Для второго случая характерным является разрыв потоков фаз за счет образования пузырьков паровой фазы в жидкости и отрыва жидкой фазы в виде капель. Практически в случае барботажа трудно дать раздельную характеристику движения каждой из фаз и приходится рассматривать всю зону барботажа как единый динамический двухфазный слой. [c.109]

Синтетические каучуки также получают в аппаратах с барботажем газа через слои жидкой реакционной массы. Числешшй расчет гидродинамики подобных течений чрезвычайно сложен и существуют три основных принципиально разных подхода к описанию двухфазных потоков [33-35] модель взаимопроникающих континуумов (в зарубежной литературе называемый Эйлеровым подходом и заключающийся во введении в уравнения движения для каждой из фаз взаимодействия между ними), Лагранжев подход, состоящий в интегрировании по траекториям дискретных частиц, и [c.86]

Создание оптимальных гидродинамических условий барботажа предопределяет высокоэффективное протекание массообменных процессов диффузионного растворения кислорода, оказывает решающее влияние на кинетику этого процесса. Основное отличие массового двухфазного потока от элементарного акта барботажа состоит в изменяющемся по объему потока составе водовоздушной смеси, наличии мощной поперечной циркуляции в потоке и отсутствии фиксированной границы раздела фаз. Анализ процесса массопередачи осложнен еще в том, что одна из фаз (газовая) дискретна. Многочисленные попытки совместного аналитического решения уравнений процессов массопередачи и гидродинамики в условиях массового барботажа успеха пока не имели. [c.25]

Улучшению естественной циркуляции содействует также и барботирование газа в расплаве. Так, например, в хлораторе, изображенном на рис. 1-8, хлор, подводимый по трубам 3 в фурмы, смешиваясь с расплавом, образует у внешних стенок двухфазный поток, характеризуемый малой плотностью и энергично устремляющийся вверх, тогда как у внутренней разделительной стенки (и по каналу внутри ее) создается нисходящий поток. Такой же эффект можно получить, применяя горелку погружного горения (см. рис. 1-5). Во всех случаях действие барботажа должно суммироваться с восходящим потоком в нагревающемся расплаве или растворе. [c.254]

Представление о барботаже газа через псевдоожин енный слой, т. е. о движении части газового потока в виде крупных пузырей или ядер, за последние годы получило широкое распространение и оформилось в так называемую двухфазную теорию псевдоожиженного слоя. [c.5]

Как указывалось выше, в случае барботажа паровой фазы через жидкость раздельное рассмотрение гидродинамики потока паровой и жидкой фаз оказывается невозможным. В этом случае слой жидкости, через который продувается пар, рассматривается обычно как единая парожидкостная система и называется динамическим двухфазным слоем. Стабильность такого слоя при отсутствии расхода пара оказывается равной нулю, т. е. двухфазный динамический слой существует только в процессе барботажа, и 110 [c.110]

Устойчивость двухфазного слоя зависит главным образом от скорости газового потока т, отнесенного к сечению резервуара. При малых значениях ш = 0,2- -- 0,35 м1сек, приближающихся к скорости свободного всплывания пузырьков в воде, в резервуаре создается пузырьковый режим без пены. Когда скорость газового потока увеличивается до 0,5—0,85 м/сек, то в результате более интенсивного барботажа создается устойчивый двухфазный пенный слой. Если значение w увеличивается до 1 м/сек и выше, то двухфазная система в резервуаре разрушается под действием газовых прорывов. При этом продукты сгорания уже не образуют равномерную дисперсную систему с водой и глубокое охлаждение их нарушается. В результате чего падает экономичность установки в целом. Таким образом, при расчете водонагревателей с погружными горелками следует принимать во внимание, чтобы скорость газового по-" тока находилась бы в пределах 0,45—0,85 м/сек. [c.130]