Наблюдения за движением пузырей

Рентгенографический метод может быть использован для наблюдения за движением пузырей и изучения их размеров, формы, числа и скорости. Можно проследить влияние препятствий и различных устройств на движение пузырей, так что, наряду с основными исследуемыми параметрами явления, указанный метод позволяет выяснить ряд других вопросов. [c.130]

Во всех работах по исследованию удельного веса смеси и набухания уровня при барботаже пара (газа) через жидкость, проведенных до настоящего времени, использовались в разных вариантах методы визуальных наблюдений движения отдельных пузырей, измерения разности давлений или разности уровней [2, 3, 4]. [c.91]

X. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДВИЖЕНИЕМ ПУЗЫРЕЙ [c.230]

Если свободная поверхность слоя доступна для наблюдения, то можно получить дополнительную информацию. При не очень интенсивном барботаже газовых пузырей легко наблюдать выход отдельных пузырей на поверхность слоя, а также измерить их частоту и размеры. Обычно для таких измерений необходима фото- или киносъемка, так как процесс протекает быстро и зафиксировать его с достаточной точностью визуально весьма трудно. При значительных скоростях газа невозможно различить выход отдельных пузырей и получить сколько-нибудь значительную количественную информацию. Качество визуальных наблюдений зависит от природы материала. На фото IV- особенно четко видны полусферические вздутия на поверхности слоя порошкообразного катализатора в момент, предшествуюш ий выходу пузыря из слоя Для образования пузырей можно ввести в минимально псевдоожиженный слой (или в слой со слабым барботажем пузырей) дополнительное количество газа через отдельное отверстие в основании слоя или внутри него. Фиксируя промежуток времени от ввода газа до выхода пузыря из слоя, легко определить среднюю скорость движения пузыря [c.123]

В настоящий момент мы не умеем достоверно определять продольное перемешивание в непрерывной фазе и скорости движения пузыря относительно этой фазы. Вместе с тем из наблюдений и логических построений известно, что в рабочих условиях газ в непрерывной фазе частично перемешивается Из-за [c.359]

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]

Газовые пузыри увлекают за собой вверх находящиеся в их следе частицы. Однако даже частицы, не попавшие внутрь следа, движутся какое-то время вверх, что обусловлено структурой поля течения около всплывающего пузыря. Такая картина согласуется с наблюдениями общего характера движения частиц. [c.157]

При наблюдении за поведением слоя большой высоты видно, что движение частиц и образование пузырей начиналось в его верхней части и по мере увеличения скорости воз- [c.96]

Движение трехфазных смесей по трубам представляет интерес из-за применения таких смесей в химических реакторах. Скорость сальтации (по жидкой фазе) в горизонтальном трехфазном потоке мало отличается от аналогичной величины в двухфазном потоке (жидкость— твердое тело). Это установлено [И] при опытах со смесью вода + воздух + стеклянные шарики d = = 500 мкм) в трубах диаметром 25 и 49 мм. Опыты с шариками диаметром 100 мкм в трубе диаметром 25 мм показали [11] аналогичные результаты и незначительное увеличение скорости сальтации при росте концентрации твердых частиц. Введение газовой фазы должно турбулизировать поток и повышать скорость сальтации. Однако эта скорость главным образом зависит от условий движения потока и концентрации твердой фазы у дна трубы. Наблюдения показывают [11], что газовые пузырьки и поршни проходят в верхней половине горизонтальной трубы и поэтому, вероятно, не влияют на скорость сальтации. Здесь имеется в виду истинная скорость сальтации, т. е. объемный расход жидкости, отнесенный к поперечному сечению трубы, свободному от газовых пузырей и поршней [c.235]

В вертикальной трубе поток газо-жидкостной смеси, как уже упоминалось, может двигаться как вверх, так и вниз. Направление движения потока смеси зависит от направления действия энергии, осуществляющей это движение. Здесь излагаются сведения о движении газо-жидкостных смесей в вертикальных трубах снизу вверх, наблюдения над которыми проводились в стеклянных трубках и в подъемных трубах действующих эргазлифтов. Как указывалось выше, в процессе движения газожидкостной смеси в вертикальной трубе при жидкой фазе, смачивающей материал стенок трубы, происходит формирование потока с преобразованием мелких пузырей газа в более крупные пузыри или в газовые пробки. Такое формирование потока газо-жидкостной смеси чаще наблюдается в зоне нижнего участка подъемной трубы, вблизи от места подачи газа в трубу. В этой так называемой зоне формирования потока не существует устойчивой структуры газо-жидкостной смеси, но в большинстве случаев сохраняется пузырчатая (эмульсионная) форма ее движения. [c.41]

При движении пленки по поверхности нагрева, независимо от числа оборотов ротора, перед лопастью собирается слой жидкости в виде наплывной волны. Эта волна жидкости постоянно сохраняется перед вращающимся ротором, и жидкость в данном месте находится в состоянии усиленного перемешивания. Наблюдения показали [202], что поверхность пленки постоянно возобновляется из этой волны. Тонкая пленка, находящаяся за волной, испаряется, а при достаточно высоких удельных тепловых нагрузках в ней образуются паровые пузыри. Крупные пузыри затем разрушаются последующей лопастью. [c.169]

Процессы приготовления композиций из термопластичных или термореактивных материалов в условиях крупномасштабного производства часто бывают полностью автоматизированы и функции аппаратчиков сводятся к наблюдению за показаниями различных приборов, контролю за исправностью оборудования и качеством получаемой продукции. Так, аппаратчик через смотровое окно в бункере наблюдает за движением материала, контролирует работу весовых дозаторов с помощью специально установленных приборов и температуру в смесителе. Он следит за нормальным режимом работы оборудования, а также контролирует качество готового продукта. Например, при получении пленок из пластифицированных композиций ПВХ контролируют их толщину и внешний вид — отсутствие разрывов, местного пережога, пузырей и т. п. [c.54]

Обработка экспериментальных данных по кинокадрам, а также визуальное наблюдение позволяют охарактеризовать трехфазный псевдо-ожиженный слой следующим образом. При скорости ожижающего агента ниже критической наблюдается фильтрация газового потока через слой насадки. Дальнейшее увеличение скорости ожижающего агента и плотности орошения приводит к общему расширению слоя, однако при этом газ полностью не успевает пройти через слой. Локальные зоны с пониженным содержанием твердой фазы смещаясь, уплотняются и в образовавшихся пространствах (кавернах) генерируются газовые пузыри. Со временем, по накоплению энергии в кавернах пузыри преодолевают сопротивление системы и начинают движение. За счет коалесценции близлежащих пузырей и непрерывного газообмена между пузырем и газовым потоком происходит рост и увеличение скорости подъема пузыря. Система при этом получает дальнейшее расширение. [c.43]

Сравнивая рис. 105, а и 135, можно видеть, что биологическая мембрана представляет собой антипод оболочке мыльного пузыря. Это и неудивительно, так как клетка функционирует в жидкой среде, а мыльный пузырь живет в воздухе, удерживая воду внутри своей оболочки. В то же время периодическая слоистая структура, показанная на рис. 129, содержит в себе основной элемент мембраны — двойной липидный слой. А достаточно ли этого сходства, чтобы считать мембрану жидким кристаллом По-видимому, нет — ведь молекулы ее могут, в принципе, образовывать и кристаллическую упаковку, показанную на рис. 131. Были, однако, проведены специальные эксперименты (на искусственных двуслойных мембранах), показавшие, что длинные молекулярные хвосты внутри мембраны находятся в неупорядоченном состоянии, характерном для жидкого кристалла. В таких экспериментах используются специальные молекулярные метки, которые вводятся внутрь мембраны. Тонкие оптические и радиотехнические методы позво я-ют следить за движением этих меток и тем самым изучать свойства мембраны. Наблюдение за метками показало, что хвостатые молекулы фосфолипидов сравнительно свободно перемещаются вдоль поверхности мембраны, оста- [c.188]

В настоящий момент мы не умеем достоверно определять продольное перемешивание в непрерывной фазе и скорости движения пузыря относительно этой фазы. Вместе с тем из наблюдений и логических построений известно, что в рабочих условиях газ в непрерывной фазе частично перемешивается " . Из-за отсутствия более подробной информации Кунии и Левен-шпиль предложили модель, в которой эффективный диаметр пузыря (рассчитанный в соответствии с этой моделью по достигнутой степени химического превращения в псевдоожиженном слое) используется в качестве однопараметрической регулируемой константы, аналогично тому, как это предлагалось ранее [c.359]

Свободное движение в тонком слое жидкости. В перегретой жидкости образуются и существуют зародыши паровых пузырей. При развитии зародыш проходит ряд фаз возникновение, рост зародыша, отрыв пузыря, разрушение пузыря. При этом около поверхности нагрева происходит довольно сложное движение жидкости, влияющее на процесс теплоотдачи. Существует целый ряд представлений о механизме парообразования, предложенный различными исследователями [47, 53, 92, 208]. К сожалению, нет достаточно полного исследования механизма движения пузырей в пленке. Отдельные исследования не позволяют полностью представить весь механизм кипения в пленке. Визуальные наблюдения В. А. Рачко (опыты на воде), И. П. Вишнева, Н. И. Елухина и В. В. Мазаева (кипение сжиженного газа) показали, что отрывной диаметр пузырей и частота отрыва их зависят от толщины пленки жидкости [7, 69]. С уменьшением б уменьшается отрывной диаметр пузыря, усиливается турбулизация, и коэффициент теплоотдачи повышается [160]. Кинематографический анализ поведения паровых пузырей в пленке жидкости проводился Т. А. Колачем и И. А. Копчиковым [39] на модели (вдувание воздуха в пленку жидкости на латунной пластине) и при кипении жидкостей. В результате наблюдений установлено, что по мере роста пузыря верхняя часть его постепенно начинает выступать над поверхностью жидкости. Вследствие этого силы, действующие на пузырек и описываемые выражением [c.89]

Наблюдения показали что при движении отделившегося от решетки пузыря твердые частицы образуют вокруг него концентричную оболочку толщиной примерно в /4 диаметра пузыря ОдЮв = 1>5). Будем рассматривать эту кольцевую оболочку как область, через которую твердые частицы вокруг пузыря движутся вниз под действием гидростатического напора, равного высоте полости (полость и кольцевое пространство уподоблены двум коленам дифференциального манометра), как это изображено [c.30]

Для типичного катализатора из окиси кремния или для песка диаметр пузыря должен превшпать 500 мм, чтобы из нисходящего потока увлекались частицы размером до 80 мни. С другой стороны, при псевдоожижении песка водой пузыри размером 6—7 им могут увлекать частицы диаметром до 580 в км. Таким образом, в первом (воздух) случае пузыри абсолютно неизбежны, тогда как во втором (вода) они будут незаметны. Одаако при псевдоожижении водой свинцовой дроби диаметром около 3 мм возможно образование пузырей до 180 им, прежде чем будет достигнута скорость увлечения частиц, и такие пузыри будут легко различимы. Заметим, что эти данные находятся в хорошем соответствии с качественными наблюдениями, описанными во введении к данному разделу главы. Во всяком случае, можно еще раз убедиться, что режимы движения ожижающего агента, масс твердого материала и отдельных частиц легко определяются на основе известных фундаментальных законов гидродинамики. [c.33]

Различие режима обычного осаждения и режима взвешенного слоя проявляется в способах их организации в аппаратах. Анализ интегральных кривых уравнения (3.3.2.49) и многочисленные экспериментальные наблюдения показывают следующее [26, 46]. Режим осаждения устанавливается автоматически за устройством ввода дисперсной фазы. Для формирования в аппарате режима взвешенного слоя необходимо устройство, ограничивающее поток частиц снизу при Р2> Р или сверху при Р2 < Рь Задача этого устройства — вызвать небольшое уплотнение слоя частиц или, что то же самое, уменьшить скорость их движения в месте ввода сплошной фазы. Для организации взвешенного слоя твердых частиц в нижней части агшарата размещают диафрагму или решетку. Для капель и пузырей естественным ограничителем может являться поверхность раздела фаз, вблизи которой происходит накопление и, соответственно, уплотнение потока частиц. Однако для получения плотного слоя капель и пузырей может быть также использовано и сужающее устройство. Более подробные сведения об организации режима взвешенного слоя в аппаратах можно найти в специальной литературе [26, 47]. [c.186]

При математической постановке задач, рассмотренных в данной главе, вязкость твердой фазы не учитывалась. Теория, основанная на таком предположении, позволяет получить описание многих явлений, связанных с движением газовых пузырей в псевдоожиженном слое, качественно согласующееся с экспериментальными данными. Во многих аспектах эта теория дает также и количественное согласие с экспериментальными результатами. Так, например, расчет скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, размеров области циркуляции газа около пузыря и некоторых других величин, характеризующих движение газовой и твердой фаз при подъеме в слое пузыря, хорошо согласуется с экспериментальными результатами [32, с. 122]. Что же касается формы пузырей, то фотографирование псевдоожиженных слоев в рентгеновских лучах показало, что газовые пузыри в псевдоожиженном слое далеко не всегда имеют ту же самую форму, что и газовые пузыри в идеальной жидкости. Этот факт указывает на то, что теоретическое предсказание формы газового пузыря в псевдоожиженном слое не может основываться на теории, не учитывающей вязкость твердой фазы псевдоожиженного слоя. В данном параграфе устанавливается связь между формой пузыря, поднимающегося в псевдоожиженном слое, и вязкостью псевдоожиженного слоя. При этом существенно используетЬя аналогия между поведением газовых пузырей в жидкости и в псевдоожиженном слое. Наблюдения показывают, что газовые пузыри достаточно большого размера как в псевдоожиженном слое, так и в жидкости имеют верхнюю часть, которую приближенно можно считать сферической. Форму таких пузырей удобно характеризовать при помощи угла а, как показано на рис. 19. Результаты измерения угла а, полученные многими исследователями для газовых пузырей в жидкости и обобщенные Грейсом [76], пока. [c.167]

Между тем при развитии струи в псевдоожиженном слое происходит утечка газа в результате обмена количеством движения. Утечка может быть и из пузыря при его подъеме в слое. Разрушение пузырей, не достигающих верхней поверхности слоя, будет приводить к появлению локальных мест с большой пористостью и, наоборот,— к образованию локальных уплотнений слоя у поверхности пузыря при его подъеме и т. д. При значительном развитии струйного движения в псевдоожиженном слое газ — твердые частицы области с увеличенной пористостью сливаются, что приводит к изменению форлш образуемых факелов струи вследствие резкого уменьшения плотности слоя, и в этих условиях пузыри не образуются. Это подтверждают данные наблюдений течения газа в слоях с низкой концентрацией твердой фазы [5[. [c.42]

Однако на этом процесс не заканчивается. Дальнейшее разрушение стенок канала обеспечивает снижение порозности до своего предельного значения e . При этом вследствие обмена количеством движения вновь поступивших частиц и разогнанных до Иктзх происходит снижение их скорости. Таким образом, частицы уплотняются до образования пробки. Это вызывает резкое повышение сопротивления. Однако вследствие кратковременности процесса перераспределения газа при этом не происходит, а возникает воздушный удар, что приводит к образованию каверны и интенсивной циркуляции газа в ней. Возникшая циркуляция и формирует пузырь. Визуальные наблюдения показали, что при малой скорости газа происходит образование чечевицеобразной каверны, которая в пузырь не переходит. Это можно объяснить низкой интенсивностью циркуляции газа. Благодаря устойчивости свода в пузыре и в меньшей степени в каверне даже при очень малых скоростях фильтрации [7] образовавшиеся пустоты сохраняются в слое как самостоятельная фаза. Таким образом, самопроизвольное образование пузырей в псевдоожиженном слое есть следствие циркуляции твердой фазы. Это, [c.65]

Физическая картина движения потоков может быть выявлена при визуальных наблюдениях или при проведении опытов с меченым веществом. Визуальнь е наблюдения позволяют зафиксировать канальный прорыв части реагентов или проскок крупных пузырей газа через слой псевдоожиженного катализатора, возникновение организованной циркуляции жидкости в барботажных аппаратах, образование застойных зон и т. д. Эти наблюдения служат основой для построения модели. [c.132]

При Во>40 капля или пузырь принимают форму сферического колпачка, который согласно визуальным наблюдениям представляет собой сферический сегмент с углом полураствора О < 0 < 0, где угловая координата а отсчитывается от передней по ходу движения капли или пузыря точки. Оставшуюся часть сферы занимает тороидальный кормовой вихрь обтекающей жидкости. Для оценки угла полураствора 0, сегмента справедлива полуэмпирическая формула [12] 0. =50 + 100ехр(-0,62Ке2 ), где угол 0, выражается в градусах, а число Рейнольдса рассчитывается через радиус эквивалентной по объему сферы. При Ке2>100 можно считать, что 0, 50°. [c.219]