Движение капель и пузырей

Рис.2.43. Движение капель и пузырей

Движению капель и пузырей, в отличие от движения твердых сфер, присущ ряд характерных особенностей. На жидкой границе раздела фаз касательная составляющая скорости отлична от нуля, вследствие чего внутри движущейся капли возникает циркуляция жидкости, способствующая лучшему обтеканию капли по сравнению с обтеканием твердой сферы. Это означает, что для капли отрыв потока наблюдается при более высоких значениях Ке, чем для твердой сферы, и скорость капли выше скорости твердой сферы того же диаметра. Вместе с тем, ввиду подвижности границы раздела фаз, капли могут деформироваться и колебаться. Деформация и колебание капель во многом зависят от значений критериев Рейнольдса и Вебера. [c.12]

ДВИЖЕНИЕ КАПЕЛЬ И ПУЗЫРЕЙ ПРИ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И БОЛЬШИХ [c.37]

В работах Грейса с сотрудниками [59, 66] с использованием зависимости (1.120) было обработано большое количество экспериментальных данных по движению капель и пузырей в различных жидкостях. При этом были рассмотрены данные из двадцати четырех источников, охватывающие широкий диапазон изменения критериев Еб и М. Для того чтобы восполнить имевшиеся пробелы в некоторых областях изменения критерия Мортона, авторы [66] измерили предельные скорости движения и провели наблюдения формы капель и пузырей еще для пятнадцати систем жидкость—жидкость и для двух систем газ—жидкость. Результаты [c.43]

Для расчета предельной скорости движения капель и пузырей в режиме сферических колпачков авторы [66] рекомендуют использовать соотношение (1.129), которое в критериальном виде может быть записано следующим образом [c.46]

Рассмотренные выше положения относятся к движению одиночных капель и пузырей. При совместном движении множества ("коллектива") капель и пузырей наблюдается их гидродинамическое взаимодействие. Здесь закономерности движения изменяются, общий эффект аналогичен стесненному витанию твердых частиц движение капель и пузырей относительно сплошной среды замедляется. Одновременно ситуация осложняется постоянной коалесценцией и разрушением дискретных образований и их деформацией. [c.246]

Комплекс, стоящий в левой части уравнения (1.138), как уже отмечалось, представляет собой критерий Архимеда. Выражение (1.138) рекомендовано авторами [66] для расчета предельных скоростей движения капель и пузырей при следующих значениях параметров М>1, Ре>0,1 или Ей >4. [c.47]

О скорости движения капель и пузырей в сплошной среде [c.244]

Циркуляция слабо выражена в мелких (порядка 1 мм и менее) каплях и пузырях из-за низкой относительной скорости дисперсной и сплошной фаз, а также из-за существенного внутреннего сопротивления циркуляции внутри мелкой капли. Деформация мелкой капли дополнительно подавлена еще действием сил поверхностного натяжения. По указанным причинам мелкие капли и пузыри движутся в сплошной среде со скоростями, достаточно близкими к рассчитанным по формуле (2.72). Однако при увеличении размеров капель и пузырей влияние внутренней циркуляции возрастает, деформация выражена все заметнее. В этих случаях необходимо вносить поправки в выражения для коэффициента лобового сопротивления (см. формулу (ц) в разд. 2.7.4). В результате совместного действия рассмотренных эффектов скорость движения капель и пузырей относительно сплошной среды возрастает — по приближенным оценкам в 1,5 раза в сравнении с недеформируемыми твердыми шариками. [c.245]

Если движение капель и пузырей происходит в турбулентном потоке, то приходится учитывать силовое воздействие турбулентных пульсаций (см. 8.1.5 и 8.1.6). [c.9]

Как отмечалось выше, движение капель и пузырей в жидкостях отличается от движения твердых частичек наличием двух основных эффектов подвижностью поверхности раздела фаз и способностью капель и пузырей изменять свою форму. При промежуточных и больших значениях критерия Рейнольдса эти эффекты проявляются в наибольшей степени. В качестве примера на рис. 1.14, а представлены зависимости коэффициента сопротивления С от критерия Рейнольдса Яе для капель хлорбензола и дибромэтана в воде, полученные в работе [58], и аналогичная зависимость для пузырей, всплывающих в воде, построенная по данным Хабермана и Мортона, приведенным в работе [59]. На этом же рисунке для сравнения приведена зависимость коэффициента сопротивления от критерия Ке дпя твердой сферы. На рис. 1.14, б эти же данные представлены в виде зависимости предельной скорости движения от эквивалентного диаметра частиц. [c.37]

В отличие от подраздела 2.2.8, где рассматривалось сопротивление при обтекании частицы, здесь будет дан анализ явлений, связанных с подвижностью границ частицы, характерной при движении капель и пузырей в сплошной среде, и наличием эффектов, обусловленных движением самой сплошной среды в ограниченном стенками аппаратов пространстве. К таким эффектам можно отнести наличие в потоке градиента давления, скоростного поля и турбулентности. Название главы отражает только то, что концентрация частиц достаточно мала, чтобы учитывать влияние частиц на несущий поток. В инженерной практике принято движение одиночных частиц называть свободным, а термином стесненный характеризуют ситуацию, когда приходится учитывать взаимное влияние частиц и потока сплошной среды. [c.158]

Соотношение (3.2.6.12) получено также аналитически в предположении, что работа, совершаемая силой лобового сопротивления при обтекании диска, расходуется на изменение поверхностной энергии, происходящее при его сжатии [30]. При этом коэффициент сопротивления диска считается постоянным, не зависящим от вязкости обтекающей жидкости, как для случая обтекания сферы в автомодельном режиме. Это говорит о том, что рост коэффициента сопротивления при увеличении диаметра частицы и, соответственно, числа Рейнольдса в этом режиме происходит вследствие повышения степени деформации капли или пузыря, а режим обтекания остается автомодельным по вязкости жидкости. Для скорости движения капель и пузырей под действием силы тяжести из уравнений (3.2.6.3) и (3.2.6.12) имеем [c.174]

Движение капель и пузырей [c.170]

Движение капель и пузырей в жидкости отличается от движения твердых частиц наличием двух основных эффектов подвижностью поверхности раздела фаз и способностью капель и пузырей изменять свою форму. Система параметров, определяющая картину течения и силу сопротивления, действующую на каплю или пу- [c.170]

Таблица 3.2.6.1 Режимы движения капель и пузырей

Предельная скорость движения капель и пузырей в этом режиме сначала падает при увеличении диаметра частицы (у пузырей это падение более заметно), а затем выходит на примерно постоянный уровень. [c.174]

Авторы [29] провели отбор и проверку применимости различных эмпирических соотношений, пригодных для расчета предельной скорости движения капель и пузырей в различных режимах. Рекомендуемые ими соотношения и диапазоны их применимости представлены в табл. З.2.6.З. [c.175]

Соотношения для расчета предельной скорости движения капель и пузырей в различных режимах [c.175]

Движение капель и пузырей в жидкости отличается от движения твердых частиц в ней наличием поверхности раздела фаз жидкость-жидкость или жидкость-газ. На этой поверхности касательная составляющая скорости отлична от нуля, в результате внутри движущейся капли (пузыря) возникает конвективное движение, способствующее лучшему обтеканию капли по сравнению с твердой сферой. Поэтому при одних и тех же значениях числа Рейнольдса коэффициент сопротивления капли набегающему жидкому потоку меньше, чем твердой частицы. Отрыв потока при движении капли наблюдается при более высоких значениях числа Ке, чем в случае твердой сферы, а скорость гравитационного осаждения капли выше скорости твердой сферы того же объема и массы. Из-за подвижности межфазной поверхности при определенных значениях чисел Рейнольдса и Вебера возможна деформация и осцилляция капель и пузырей. [c.215]

Для проведения экспериментальных исследований массо- и теплообмена при движении капель и пузырей необходимо знать их эквивалентные диаметры. В разделе 1.4 приведен обзор работ по экспериментальному определению и расчету диаметра капель и пузырей при их образовании. Определению спектра распыла частиц при струйном истечении из сопел и форсунок посвящены специальные монографии. [c.5]

Авторы [66] провели отбор и проверку применимости различных эмпирических соотношений, пригодных для расчета предельной скорости движения капель и пузырей в различных режимах. Рекомендуемые ими соотношения представлены в виде зависимости (1.120). Так, для малых капель и пузырей, движущихся как твердые шарики, справедливо уравнение ре = при Не<0,2. (1.130) [c.45]

НИИ она падает. Объемная концентрация частиц в первом режиме сравнительно невелика, а скорость частиц достаточно высока. Наблюдается интенсивное мелкомасштабное пульсационное движение частиц и значительное перемешивание как сплошной, так и дисперсной фазы по высоте аппарата. Движение частиц во втором режиме носит замедленный и достаточно регулярный характер . Объемная концентрация частиц выше, чем в первом режиме, и при не слишком больших расходах сплошной фазы близка к концентрации плотной упаковки. Продольное перемешивание значительно снижено по сравнению с первым режимом. Частицы соприкасаются друг с другом. Капли и пузыри в этом режиме заметно деформированы. За эти особенности второй режим движения капель и пузырей получил название режима плотной упаковки [156] или плотного слоя [133]. Из-за высокой объемной концентрации частиц, а следовательно, и значительной межфазной поверхности, а также низких значений коэффициентов продольного перемешивания режим движения частиц во взвешенном состоянии имеет преимущества по сравнению с режимом обычного осаждения при проведении процессов тепло- и массообмена. [c.95]

Ре.= URID > 1), в случае движения капель и пузырей (i/ — скорость движения центра тяжести —радиус капли или иузыря показывает [11, 12], что пё-риод проницания равен ио порядку величины Трел 2/ /i/, т. е. времени контакта (по Хигби T = 2RIU). Иными словами, хотя время контакта и мало, но период праницания не больше. Таким образом, основное допущение теории Хигби в этом случае не выполняется. В дальнейшем оказалось, что предположение о нестационарности, лежащее в основе модели Хигби, отражает некоторые стороны гидродинамики течения в вязком подслое развитого турбулентного пограничного слоя. Однако реальная нестационарность имеет совсем иную природу и П0 имеет ничего общего с предположениями Хигби. [c.171]

В работах Гал-Ора с сотрудниками [109-111] решения Хаппеля [1U6] и Кувабары [107] обобщены на случай движения капель и пузырей с учетом влияния поверхностно-активных веществ на подвижность [c.68]

Приближенная оценка скорости движения жидких капель в другой жидкости (не смешивающейся с диспергируемой) или в газе, как и движения газовьк пузырей в жидкости, возможна на основе приведенных выше соотношений для твердых сфер (см.разд.2.7.4). Однако эксперимент показывает удовлетворительное согласие с такими оценками только при достаточно малых размерах капель или газовых пузырьков. Отличие скоростей движения капель и пузырей от рассчитанных по модели твердых шариков обусловлено двумя взаимосвязанными причинами [c.244]

Рис. 3.2.6.2 Экспериментальные зависимости а) коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса б) предельной скорости движения капель и пузырей от их диаметра в реальных жидкостях, не пoдвq)гaвшиx я специальной очистке

В работах Грейса с сотрудниками [29, 31] с использованием зависимости (3.2.6.5) было обработано большое количество экспериментальных данных по движению капель и пузырей в различных жидкостях. Результаты работы были представлены в виде обобщенной графической корреляции (рис. 3.2.6.3). Она позволяет для данной конкретной системы по известному эквивалентному диаметру капли или пузыря предсказать их форму и оценить значение предельной скорости движения в случае, когда концевые эффекты и эффекты влияния стенок канала незначительны. При малых значениях критерия М в пфеходной области между режимом сферических и колеблющихся эллипсоидальных капель и пузырей наблюдается небольшая разница в поведении капель и пузырей. На рис. 3.2.6.3 кривые для капель в этой области проведены сплошными линиями, а для пузырей — пунктирными. [c.175]

От теории элементарных актов межфаэного обмена переходят к статистич. описанию реальных систем, в к-рых происходит множество элементарных актов, взаимно влияющих друг на друга. Изучают, напр., межфазный массообмен в условиях стесненного, т. е. ограниченного стенками сосуда, движения капель и пузырей гетерог. хим. превращ. в проточных реакторах с неподвижным или псевдоожиженным слоем катализатора во внешнедиффузионном режиме (см. Макрокинетика) адсорбцию и поветхноствую диффуз эию в пористых средах. Важную роль в Ф.-х. г. играет эксперим. Моделирование как элементарных актов межфаз-нога обмена, так и их взаимод. в реальных системах. [c.619]

Следует отметить, что введение симплекса ц =11ц/Цс в систему параметров, от которых зависит коэффициент сопротивления капли или пузыря, является в некоторой степени формальным. Дело в том, что зависимость от fi может быть установлена только для случая движения капель и пузырей в жидкостях, которые были подвергнуты специальной и очень тщательной очистке от загрязняющих примесей и поверхностноактивных веществ. На практике, как правило, приходится иметь дело с обьиными жидкостями, в которых всегда содержится незначительное количество примесей, не поддающихся аналитическому определению. Однако уже этого количества достато шо, чтобы полностью или частично затормозить поверхность капли или пузыря. При этом зависимость скорости от отношения вязкостей либо значительно ослабевает, либо не наблюдается совсем. [c.40]

I Юо] и Кувабары [107] обобщены на случай движения капель и пузырей с учетом влияния поверхностно-активных веществ на подвижность [c.68]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология