Движение газа и двухфазное движение газа и жидкости

Уравнения гидродинамики реальных потоков обычно очень сложны (например, уравнения Навье-Стокса для однофазных потоков) или даже вообще не могут быть записаны в общем виде (например, для двухфазных потоков типа газ—жидкость ) из-за отсутствия возможности задания граничных условий на нестационарной поверхности раздела фаз. Поэтому на практике прн составлении математических описаний обычно используют приближенные представления о внутренней структуре потоков. С одной стороны, это облегчает постановку граничных условий для уравнений, а с другой— позволяет наметить определенные экспериментальные исследования, необходимые для нахождения параметров уравнений движения потоков. [c.56]

Двухфазное движение газа и жидкости через насадку является противоточным движением (например, в процессе абсорбции) газ идет вверх с массовой скоростью 0 (в расчете на полное сечение аппарата), а жидкость стекает вниз с массовой скоростью Gя (рис. П-39), [c.132]

Двухфазное движение газа и жидкости через насадку [c.399]

При двухфазном движении газа и жидкости свободный объем уменьшается на величину б, а на поверхности соприкосновения фаз в результате, трения возникают касательные напряжения. Взаимодействие между фазами ведет к повышению гидравлического сопротивления АР при двухфазном движении по сравнению с сопротивлением сухой (неорошаемой) насадки. Лишь при малых и коростях фаз можно пренебречь взаимодействием между ними. При противотоке газа и жидкости, в зависимости от скоростей потоков, наблюдаются четыре различных гидродинамических режима. [c.399]

Авторы, воспользовавшись аналогией между псевдоожиженным слоем вблизи начала псевдоожижения и капельной жидкостью, применили законы движения пузырей и капель в двухфазных системах газ — жидкость и жидкость — жидкость к псевдоожиженным системам. Рассматривая потенциальное (безвихревое) движение пузыря в невязкой псевдожидкости, они предложили теоретическую зависимость для расчета скорости подъема пузырей. В дальнейшем Дэвидсону и Харрисону удалось получить теоретическое соотношение, позволившее оценить максимально возможный размер пузырей ожижающего агента в псевдоожиженных системах, и показать, что различие между однородным и неоднородным псевдоожижением в сущности определяется именно размером этих пузырей. [c.8]

Основной частью исследуемого аппарата является гидродинамическая мешалка, выполненная в виде трубы Вентури с кольцевой щелью на выходе [1]. Жидкость вводится в конфузор по центральной трубе с соплом на конце, газ — в межтрубное пространство. Исследование проведено при скоростях жидкости 1,2— 2,21 м/сек и при соотношении объемных расходов газа и жидкости в двухфазном потоке G/L = a = 0,05 1,60. Выбор для изучения области относительно малых значений а объясняется предпочтительным назначением аппарата для абсорбции плохо растворимых газов. Гидравлическое сопротивление аппарата при движении двухфазных потоков Арг-ж может быть определено при малом газо-содержании как для однофазного потока с переменными плотностью и вязкостью. В этом случае основной закон движения для двухфазных потоков можно записать в виде [c.187]

Рассмотренные выше закономерности пленочного течения при свободном стекании жидкости по твердой поверхности (однофазном пленочном течении) применимы к аппаратам, в которых скорость движения газа (или пара) относительно пленки жидкости достаточно мала, чтобы можно было пренебречь напряжением сдвига на свободной поверхности пленки. Если это условие не выполняется, то необходимо рассматривать систему как двухфазную. Возможны противоток и прямоток жидкости и газа. Прямоточное движение фаз различают по направлению силы тяжести и силы трения на свободной поверхности пленки. Направления этих сил совпадают при нисходящем движении жидкости. При [c.70]

Уравнениями (IV, 10) и (IV, 11) часто пользуются и при двухфазном движении газа и жидкости. Однако более строго в данном случае пользоваться относительной скоростью газа (с. 380), определяемой с учетом количества удерживаемой жидкости б [c.332]

Гидродинамика насадоч ных аппаратов. Между газом (паром) и жидкостью, движущимися по насадке, возникают силы трения, которые увеличиваются с возрастанием относительной скорости движения фаз. Взаимодействие между фазами ведет к повышению гидравлического сопротивления Ар при двухфазном движении по сравнению с сухой неорошаемой насадкой (рис. 20). [c.66]

Закономерности операции промывки осадков отличаются в зависимости от того, находится ли над осадком слой промывной жидкости или эта жидкость поступает на него в виде капель или струй из диспергирующих устройств. Закономерности обезвоживания осадков продувкой в основном одинаковы для всех фильтров и определяются движением в порах осадка двухфазной системы газ (или пар)—жидкость. Применение рассматриваемых здесь способов обезвоживания возможно на барабанных, ленточных, карусельных, листовых и патронных фильтрах, а также на фильтрпрессах обычной конструкции. [c.278]

Уравнения сохранения для массы, движения н энергии можно записать для каждой фазы с учетом обмена между соответственными фазами. Однако каждый соответствующий набор уравнении сохранения можно суммировать, чтобы дать полные уравнения сохранения для смеси, и именно эти уравнения сохранения для смеси обычно выбирались для технических расчетов. Однако недавно появилась тенденция использовать уравнения для индивидуальных фаз с введением подходящих соотношений для членов, учитывающих взаимодействие фаз между собой. Примером этого подхода является расчет кольцевого двухфазного течения газа и жидкости, обсуждаемого более подробно в п. С, 2.3.2. [c.179]

Основное различие механизмов движения двухфазных потоков первого и второго рода состоит в том, что твердые частицы в таких процессах, как осаждение, псевдоожижение, пневмотранспорт, практически не меняют своей формы и массы, в то время как элементы дисперсных фаз в потоках систем газ—жидкость и жидкость—жидкость (пузыри, капли, пленки) обычно меняют при движении свою форму (из-за подвижности границы раздела фаз), а часто и массу (вследствие слияния или дробления отдельных пузырей и капель). [c.111]

Математическое описание движения систем газ—жидкость и жидкость—жидкость и получение уравнений для гидравлического расчета аппаратов, в которых они движутся, является значительно более сложным, чем для однофазных потоков. Поэтому приходится обычно использовать экспериментальный путь изучения двухфазных потоков, проводя опыты на моделях и обобщая результаты экспериментов. Одна из главных трудностей таких исследований связана с тем, что характеристики течения каждой фазы во многих случаях зависят от условий течения другой фазы. [c.111]

При однофазном пленочном течении касательное напряжение в пленке достигает максимума у стенки и уменьшается до нуля на свободной поверхности. При двухфазном потоке воздействие газа на течение пленки проявляется в том, что у свободной поверхности, где скорости жидкости и газа одинаковы [7, 17], в обеих фазах возникают касательные напряжения, равные по величине, но противоположные по знаку. Касательное напряжение в газовой фазе направлено в сторону, противоположную движению газа. [c.346]

Процессы переноса в двухфазном потоке на контактном устройстве, при установившемся режиме работы колонны, являются стационарными. Движение газа в слое жидкости на тарелке происходит преимущественно в вертикальном направлении. Так как в двухфазном потоке скорость газовой фазы намного больше скорости сплошной фазы u(j u , то составляющие силы [c.131]

Различают двухфазные течения с твердыми дискретными элементами (их размеры и форма не изменяются в ходе движения это, например, газовзвеси, суспензии, сюда же можно отнести и движущийся слой, рассмотренный в разд.2.7.3) и жидкостными либо газовыми элементами (здесь изменяются размеры и форма в результате коалесценции, диспергирования, деформации дискретных элементов это эмульсии, барботажные системы и др.). Ниже подробно рассмотрены некоторые течения с твердой дисперсной фазой и затронуты отдельные аспекты течений жидкость — жидкость и газ — жидкость. [c.249]

Во вращающемся двухфазном потоке создаются наиболее благоприятные условия для использования инерционных и центробежных сил с целью устранения крупномасштабных турбулентных пульсаций в слое и гидродинамической стабилизации потока, а также для сепарации фаз после контакта при высоких скоростях газа. Кроме того, вращающийся двухфазный поток способствует многократной. рециркуляции жидкости, что значительно уменьшает байпас жидкости при малых ее расходах. Вследствие вращательного движения газа в сепарационном пространстве большая часть мелких капель и брызг сепарируется на стенках аппарата, образуя зону вращающейся пленки жидкости. [c.122]

В принципе соотношения (1.63) и (1.64) справедливы при любых величинах объемной концентрации дисперсной твердой фазы от нулевого значения до максимально возможного, соответствующего плотному движущемуся слою в предельном случае уравнения для двухфазного потока принимают вид уравнений неразрывности и Навье — Стокса для сплошной среды. Характер движения дисперсной и сплошной фаз в каждом конкретном случае может быть различным в зависимости от назначения массообменного аппарата, от технологических требований к качеству отработки дисперсного материала и от физико-механических свойств взаимодействующих фаз. Так, в процессах пневматической сушки сушильный агент и дисперсный материал с малой объемной концентрацией перемещаются в одном, чаще всего в вертикальном направлении в процессах адсорбции используются аппараты с неподвижным слоем дисперсного адсорбента, через который фильтруется газ-носитель целевого компонента, и аппараты с движущимся сверху вниз слоем дисперсного материала и фильтрованием газа в противоположном направлении. В технике сушки, а также в некоторых технологических процессах (обжиг, гетерогенный катализ и др.) используются аппараты с псевдоожиженными слоями дисперсных материалов. Для осуществления контакта дисперсных материалов с капельными жидкостями при растворении, экстрагировании, кристаллизации широкое применение имеют аппараты с механическими перемешивающими устройствами. [c.68]

Системы жидкость — газ. Газо-жидкостные смеси подразделяются на три типа. В смесях первого типа газовая фаза сплошная, жидкость находится в ней в виде капель или частиц. В смесях второго типа жидкая фаза сплошная, газ распределен в ней в виде пузырьков В смесях третьего типа обе фазы сплошные (турбулентное движение двухфазного потока) газ и жидкость смешаны в соответствующих соотношениях. В реализуемых в настоящее время процессах радиационно-химического синтеза чаще всего встречаются смеси второго типа. Диспергирование газа в жидкости в виде пузырьков преследует следующие цели [c.197]

Отметим также работу [67], в которой была рассмотрена гидродинамическая аналогия тепло- н массопередачи в двухфазном потоке газ —жидкость по уравнению (3.69) с функциями Фн и Фо по рис. 3.4. Опытная проверка приведенных зависимостей выполнялась путем обработки. экспериментальных данных по абсорбции аммиака и двуокиси углерода одой из воздуха в горизонтальной трубе диаметром 25,4 мм. В критерии Sino для газовой фазы принималась относительная скорость движения смеси SIdg = = kal wG — WL). Значения скоростей потоков газа и жидкости рассчитывались с учетом задержки фаз. Коэффициенты трения f и задержка фаз определялись по соответствующим уравнениям гидродинамики двухфазных потоков в трубах [68]. Последующий анализ выполненного исследования показал, что гидродинамическая аналогия для двухфазных течений в трубах оказывается наиболее корректной лишь при небольших значениях S [69]. [c.103]

Движение газо-жидкостных смесей в вертикальных трубах относится к сложным гидродинамическим процессам. Совместное движение газа и жидкости, а также двух взаимно-нерастворяющихся жидкостей рассматривается в гидравлике как движение двухфазных потоков, в отличие от движения потоков жидкости или газа, несущих твердые частицы и рассматриваемых как гидро- или пневмотранспорт. [c.39]

Двухфазное движение газ — жидкость. По промышленным трубопроводам очень часто движутся газожидкостные смеси. Анализ такого движения представляет собой трудную задачу. Ввиду сложности и нестабильности геометрических характеристик этого потока в настоящее время невозможно теоретическое описание такого движения. Были предложены эмпирические способы расчета, но их применение связано с большой затратой времени. Совсем недавно разработано два новых эмпирических метода расчета, которые, если учитывать всю сложность проблемы, много проще и надежнее предлагавшихся ранее. Рекомендуемый здесь метод Ченовье и Мартина [5] намного проще других и обеспечивает необходимую точность расчетов (средняя относительная ошибка 20,4%). [c.96]

Движение двухфазного потока газ - жидкость на барботажной тарелке харакгеризуется тем, что скорость дисперсной (газовой) фазы намного больше скорости сплошной фазы. Поэтому, с учетом перекрестного движения фаз, справедливо WQ , WQ VQ. [c.130]

Режимы движения газо-жидкостного потока. При малых приведенных скоростях газа (Vr < 0,1 м/с) в потоке жидкости распределены отдельные пузыри различных размеров, не зависящих от условий входа газа в трубу. Такой режим движения газо-жидкостной смеси в барботажных трубах газлифтного аппарата можно назвать пузырьковым. При увеличении скорости газа, а соответственно и скорости циркулирующей жидкости, газо-жидкостная смесь приобретает структуру динамической пены, состоящей из деформированньпс пузырей различных размеров, заполняющих весь объем трубы. Этот режим называют пенным. С дальнейшим увеличением скорости газа пенный режим переходит в стержневой, когда основная масса газа движется в центре трубы, окруженная кольцевым восходящим потоком жидкости. Стержневой режим наступает при скоростях газа более 10 м/с, при которых газлифтные аппараты обычно не работают. Переход от одного режима движения к другому происходит плавно, без проявления каких-либо кризисных явлений в гидродинамических характеристиках газо-жидкостной смеси. Подробнее о структурах двухфазного течения см. в 3.4.1. [c.520]

Двухфазные потоки газ (жидкость) —твердое характеризуются сложной гидродинамической обстановкой. Взаимодействие газа (жидкости) и множества твердых частиц вызывает изменение режима движения потока, причем частицы могут выступать как дискретные детурбулизаторы и как дестабилизаторы. Такое разнонаправленное влияние твердой фазы пока не нашло достаточно обоб- [c.238]

Лернер и Гров [143] в основу анализа критических явлений, имеющих место при движении двухфазного потока газ-жидкость, положили волновую теорию. На основании этой теории при некоторой критической скорости газа жидкостная волна имеет такую амплитуду, что полностью закрывает минимальное свободное сечение, имеющееся в насадке. Точка захлебывания возникает при скорости газа, образующего волны, закрывающие среднестатическое свободное сечение насадки. При скоростях газа, больших скоростей, отвечающих точке захлебывания, — возникает область после захлебывания, характеризующаяся уменьшением наклона прямых на логарифмическом графике [c.503]

Однонаправленное движение потоков в двухфазных системах пар — жидкость, газ — жидкость наблюдается в некоторых типах кипятильников, конденсаторах, абсорбционных и ректификационных колоннах, химических реакторах. [c.167]

Из этого следует, что мы сначала сформулируем законы сохранения снова для двухфазного потока газа и жидкости в канале. Затем будет сделай обзор эмпирических аннроксимаций для расчетов 1 раднепта давления, обусловленного трением, и истинного объемного газосодержания с онределенными рекомендациями для целей конструирования. Затем обсудим изменение давления при прохождении через особые точки потока. Здесь под особыми точками понимаются те компоненты системы, в которых происходит отклонение течения от прямолинейного его движения вдоль канала. Такие особые точки включают, нанример, диафрагмы, сул<сиия и расширения капала и изгибы. Чтобы рассчитать общий перепад давления в системе, необходимо проинтегрировать вдоль всей длины канала с постоянным нонеречным сечением выражения для градиента давления, которые приведены ниже, и добавить к это,му значению изменении давления во всех особых точках. [c.187]

Рис. П-39. Двухфазное движение жидкости и газа через насадочную колэнну.

Любой химико-технологический процесс, как правило, сопровождается перемещением некоторых материальных потоков жидкости, газа или твердых частиц. Потоки могут быть однофазными, т. е. целиком состоять только из одной фазы, перемещае мой в некотором объеме аппарата, и многофазными (в частности, двухфазными), когда процесс проходит в условиях взаимодействия нескольких фаз, например газ — жидкость, жидкость — твердое тело, газ — твердое тело и т. д. В связи с этим особое значение в задачах математического моделирования приобретает описание движения потоков. [c.57]

Объемная доля дисперсной фазы в аппаратах с мешалками для систем жидкость—жидкость и жидкость—твердое тело задается заранее условиями материального баланса и является в данном процессе для всего аппарата с мешалкой постоянной величиной. Эта величина может меняться только в пространстве аппарата, если степень перемешивания системы не равна единице. Иначе обстоит дело в случае систем газ—жидкость. Объемная доля пузырьков газа, находящихся в двухфазной системе газ—жидкость (газосодержание), не является постоянной величиной и зависит от многих параметров про-цессд, таких как физические свойства системы, расход газа, геометрические параметры аппарата с мешалкой, способ подачи газа и интенсивность перемешивания. Эта величина используется также при расчете барботажа на тарелках абсорбционных и ректификационных колонн. В аппаратах с мешалками процесс дополнительно усложняется механическим перемешиванием, тогда как на тарелках перемешивание жидкости осуществляется только благодаря движению газовой фазы. [c.157]

Потоки газ—жидкость и жидкость—жидкость в трубопроводах. Потоки газожидкостные и гетерогенных жидких смесей очень разнообразны по структуре. В зависимости от физических свойств, объемных концентраций и режима движения обе фазы могут быть сплошными или одна из них —дисперсной (газовые пузырьки в потоке жидкости, жидкие капли в потоке другой несмешива-ющейся жидкости). Движение рассматриваемых двухфазных смесей в отличие от потока газ (жидкость) — твердые частицы осложняется деформацией частиц дисперсной фазы, а также возможностью их коалесценции и повторного диспергирования. [c.92]

Рассмотрим систему уравнений (1.1) применительно к пограничному диффузионному слою. Сохраним общепринятую терминологию (пограничный диффузионный слой), хотя в общем случае в зоне резкого изменения концентрации происходит как диффузия, так и химическая реакция и точнее говорить о пограничном диффузионно-реакционном слое. Сложгюсть гидродинамики двухфазных потоков не позволяет в общем случае найти точное аналитическое решение системы уравнений (1.1) далее при сравнительно несложной химической кинетике или в ее отсутствие. Особенные трудности возникают нри рассмотрении интенсивных режимов движения газа и жидкости, характерных для современной химической технологии. Недостаточная изученность гидродинамических закономерностей резко ограничивает возможности и численных методов решения. Поэтому возникает необходимость рассмотрения системы уравнений (1.1) при определенных упрощающих допущениях, т. е. необходимость введения тех или иных модельных представлений. [c.10]

В процессах химической технологии чаще всего приходится иметь дело с противоточным движением фаз в слоях насадок — жидкость стекает по поверхности насадки под действием силы тяжести, а навстречу ей движется легкая жидкость, газ или пар. При относительно небольших расходах материальных потоков на характер течения стекаюп1ей жидкости встречный поток оказывает небольшое влияние. С повышением расходов материальных потоков пленка жидкости на поверхности насадки утолщается и местами турбулизируется. При последующем увеличении расходов турбулентность все более развивается и в слое насадки образуется двухфазная система, напоминающая эмульсию. Такой режим устойчив в узком диапазоне скоростей фаз. С дальнейшим ростом скорости над слоем насадки скапливается слой жидкости — происходит инверсия, обращение движения фаз и захлебывание насадки. [c.274]

Существует много физических моделей системы газ (жид кость) — зернистый твердый материал [34, 35, 44]. Наибольший интерес представляют модели, развивающие аналогию с микроскопическими теориями жидкого состояния [45], а также модели, учитывающие волновое движение твердой фазы в результате плот-ностиых возмущений [46]. Следует отметить также исследования, посвященные статистическим характеристикам движения газа во взвешенном слое [47]. В последнее время потучили развитие представления о взвешенном слое как о двухфазном потоке [44, 48], обладающем свойствами иеньютоиовской жидкости. [c.228]

Часто движение двухфазных систем типа жидкость—газ осуществляется в трубах. При этом пленка жидкости располагается на поверхности трубы в виде тонкого кольца, а газовый поток движется в центральной части. Такой режим движения называют кольцевым. Для него характерно раздельное движение жидкости и газа. С увеличением скорости последнего устойчивость пленочного течения нарушается. С гребней волн срываются брызги, и кольцевой режим течения переходит в дисперсно-кольцевсж. При этом в центральной части трубы движется не газ, а дисперсия частиц жидкости в газе. Верхняя граница устойчивости пленоч- [c.71]

Скоростные массообменные аппараты представляют собой обычные многоступенчатые противоточные массообменные аппараты с однонаправленным движением фаз на каждой ступени контакта или с так называемыми прямоточными ступенями контакта. Работа прямоточных ступеней контакта характеризуется тем, что пары, поступающие на нее, транспортируют всю жидкость на этой ступени вверх, образуя однонаправленный двухфазный поток. Скорость пара в сечении контактного устройства или его производительность ограничивается условиями сепарации фаз после их контактирования. Поэтому реальные величины скоростей газа в скоростных аппаратах могут быть на порядок выше скоростей в аппаратах с обычными ступенями контакта. Существенным недостатком прямоточных ступеней контакта является непрерывное и довольно значительное уменьшение эффективности массопередачи при снижении скоростей газа по сравнению с предельными значениями. Кроме того, у прямоточных аппаратов с фиксированной межфаз-ной поверхностью при увеличении производительности вес растет быстрее, чем величина межфазной поверхности, в результате чего при определенных значениях геометрических размеров затраты металла и, следовательно, его стоимость на единицу производительности будут резко увеличиваться. [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология