Дробление капель механизм

Рис. 8.1.5.1. Механизм дробления капли пульсационными струями турбулентного потока

Несколько иначе происходит дробление капли в турбулентном потоке газа, т. е. когда плотность среды мала по сравнению с плотностью жидкости внутри капли. В этом случае существенную роль в механизме движения капли приобретают инерционные эффекты, рассмотренные в 33. [c.462]

Жидкие капли и пузыри, попадающие в область сдвигового течения сплошной среды, могут дробиться под действием сил вязкостного трения. Исследования этого механизма дробления капель начались в 1930-е гг. и продолжаются до ста пор. Проведены многочисленные эксперименты по изучению дробления капель в плоском и цилиндрическом течении Куэтта, обзор литературы по данному вопросу см. в [26-29]. Условие дробления капли под действием вязких сил записывается как [29] [c.714]

В различных элементах компрессорной установки капли масла могут подвергаться повторному дроблению и осаждению под действием различных механизмов. [c.289]

Дробление одной жидкости в другой, в которой она нерастворима, происходит в специальных аппаратах - коллоидных мельницах, диспергаторах, гомогенизаторах ". Независимо от конструкции аппарата процесс диспергирования проходит в соответствии с рассмотренным механизмом (по П.А. Ребиндеру). Большие сферические капли в силовом поле деформируются в цилиндрики, на что требуется некоторая затрата работы, т.к. при этом увеличивается запас свободной энергии системы. При определенном соотношении длины и диаметра цилиндрика жидкости, т.е. по достижении так называемых критических размеров, он самопроизвольно распадается на большую и малую капли, что термодинамически выгодно, т.к. в критическом состоянии свободная энергия его больше, чем сумма свободных энергий большой и малой капель (поверхность цилиндра больше суммы поверхностей капель). Процесс продолжается до тех пор, пока большая капля не станет сопоставимой с маленькой (порядка 10 м). [c.55]

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]

Рассмотрим теперь капли, размер которых меньше внутреннего масштаба турбулентности (К Хо). Очевидно, что дробление таких капель могут вызвать только пульсации, масштаб которых Х< т. е. пульсации, движение которых характеризуется значительными силами вязкого трения. Поэтому основным механизмом, вызывающим деформацию капли, может быть только сила вязкого трения на поверхности капли. Критерием сильной деформации капли является равенство силы вязкого трения силе поверхностного натяжения [c.276]

На каждый из упомянутых выше механизмов потерь оказывают влияние свойства топлива и конструкция камеры сгорания. Хотя теоретический удельный импульс системы определяют термодинамические и кинетические характеристики, степень его достижения обусловливается и газодинамическими эффектами. Дробление и испарение капель в основном определяют полноту сгорания и оказывают лишь второстепенное влияние на кинетические потери и потери в пограничном слое. Распыливание топлива определяется конструкцией форсунок и смесительной головки, тогда как скорости испарения зависят от конструкции камеры сгорания и свойств компонентов топлива. С точки зрения экономичности оптимальной является смесительная головка, обеспечиваюш ая такое распыление компонентов топлива, при котором они испаряются с одинаковой скоростью, а испарение завершается в одном поперечном сечении камеры сгорания. Камера при этом должна обеспечить достаточно большую относительную скорость Av между газом и каплями, чтобы полностью испарить последние на располагаемой длине. Характер изменения v по длине камеры определяется в значительной степени коэффициентом сужения камеры сгорания Лк/Лкр. Другими факторами, влияющими на распыление топлива, являются перепад давления ка форсунках, начальный размер капель, устойчивость внутрикамерного процесса, характер соударения струй, свойства топлива, самовоспламеняемость и турбулентность газов в камере. Распределение топлива в факеле распыла определяет влияние качества смешения компонентов [c.169]

В большинстве технологических процессов дробление капель и пузырей происходит при одновременном действии нескольких механизмов диспергирования, рассмотренных выше. Трудности аналитического решения задачи совмещения этих механизмов заключаются в следующем. Неустойчивость Кельвина — Гельмгольца и Рэлея — Тейлора, имеющие одну волновую природу, возникают на разных участках поверхности частицы. Например, на лобовой поверхности падающей капли возбуждаются колебания под действием ускорения свободного падения g, а на боковой ее поверхности возбуждаются колебания, вызванные максимальной скоростью обтекания. В то же время механизм дробления частиц под влиянием турбулентных пульсаций имеет иной характер и действует на произвольные участки поверхности частицы. [c.718]

Суспензионная полимеризация винилхлорида проводится в при- утствии растворимого в мономере инициатора (органическая перекись или азосоединение), воды и защитного коллоида. Механизм " диспергирования мономера в водной среде схематически изображен на рис. III.7. При перемешивании мономера с водой устанавливается динамическое равновесие между дроблением мономера на капли и эбратным процессом их слияния (коалесценция). С введением в среду защитного коллоида на поверхности капли мономера образуется защитный слой, и капля стабилизируется. Молекулы защитного коллоида располагаются на поверхности раздела фаз так, что их "идрофобные части (обычно углеводородная цепь) направлены в- [c.59]

Дробление падающей капли происходит под действием двух механизмов неустойчивости Кельвина — Гельмгольца и Рэлея — Тейлора. Тогда из (8.1.6.1) [c.718]

Механизм образования капель и их размеры зависят от условий взаимодействия жидкости и газа. Как показали С. С. Кутателадзе и М. А. Стырикович, при барботаже пузырьков газа через жидкость определяющую роль играет импульс, сообщаемый жидкой пленке при выходе пузырька из массы жидкости, так как поверхность образующихся капель значительно меньше поверхности пузырьков. Кинетическая энергия газа в связи с малой его плотностью имеет второстепенное значение. С увеличением расхода газа роль этого фактора возрастает. Образующиеся капли за счет значительной начальной скорости могут подпрыгивать на большую высоту. При высоких расходах газа образование капель обусловлено дроблением жидкости за счет кинетической энергии струи газа. [c.173]

При сильных деформациях капли будут распадаться на более мелкие капли, т.е. разрушаться. Процесс распада капель очень сложен и определяется соотношением сил поверхностного натяжения, вязкости, инерции и некоторыми другими факторами. Для разных характерных скоростей относительного движения фаз характер дробления может быть существенно различным. В [57, 117] был проведен сравнительный анализ большого числа экспериментальных и теоретических работ по разрушению капель. Отмечается, что существует шесть основных механизмов дробления капель, которым соответствуют разные диапазоны изменения числа Вебера. [c.88]

Механизм распыления во всех случаях состоит в том, что под действием гидравлического давления, центробежной или аэродинамической силы жидкость вытягивается в узкие струйки (нити) или пленки, которые затем распадаются на капли под действием сил поверхностного натяжения. Чем тоньше жидкая нить или пленка, тем мельче образующиеся капли, однако степень полидисперсности остается всегда большой. При различных способах распыливания жидкости дробление обусловлено потерей устойчивости течения в струях или [c.25]

Рассмотрим некоторые особенности дробления капель в устройствах с вращающимся распылителем. Особенности распыления этим механизмом связаны с тем, что при стекании с кромок вращающегося диска пленка жидкости становится неустойчивой и распадается на капли. [c.11]

Дроблению жидкости на капли в центробежных механизмах посвящен ряд работ [3—7], в которых отмечается образование краевого утолщения на наружной кромке диска. Жидкость не слетает с диска до тех пор, пока силы инерции не преодолеют равновесия между центробежной силой и силой тяжести. [c.11]

Сложный механизм работы насадочной колонны еще более усложняется при наличии пульсации. Поэтому в настоящее время отсутствуют достаточно четкие модели массопередачи в пульсационных насадочных колоннах. Наличие пульсации оказывает влияние на многие факторы, определяющие эффективность экстракционной колонны. Пульсирующий поток ударяет капли диспергированной фазы об элементы насадки, вызывая дробление капель, т. е. увеличивая поверхность фазового контакта. Измельчение капель приводит к изменению удерживающей способности колонны. При ударе капель о насадку можно предположить перемешивание внутри капель. Имеются данные, свидетельствующие о возрастании коэффициента массопередачи при ударе капель [56]. Розен [57, 58] предлагает раздельное изучение влияния пульсации на элементарные эффекты массопередачи. Он ввел понятие о коэффициенте пульсации кр, определяющем отношение интенсивности массопередачи при наличии пульсации и при ее отсутствии. Согласно его теории [c.245]

Необходимо различать механизмы дробления капель при условиях близких к критическому (Ш, — и далеких от критического (Шд2 о)- В первом случае наблюдаются две разновидности (моды) дробления капель 1) так называемая вибрационная мода 2) разрушение капли с образованием тонкой пленки, выдуваемой в направлении потока газа. Опытами также было установлено, что механизм разрушения капли зависит и от того, является ли газовый поток стационарным (плавно ускоряющийся поток при свободном падении капли или поток за ударной волной при продолжительности воздействия, превышающей критическую) или нестационарным (поток за ударной волной при малой продолжительности воздействия меньше критической). [c.181]

Обратимся теперь к разрушению капли, обдуваемой нестационарным газовым потоком. Анализ такого разрушения представляет также большой практический интерес (дробление капель ударными волнами). Нестационарность газового потока сказывается в том, что продолжительность воздействия газового потока на каплю меньше критической, и это существенно влияет на механизм разрушения капли. [c.185]

Размер частиц дисперсной фазы и распределение частиц по размерам определяются механизмом взаимодействия частиц дисперсной фазы. Основным типом взаимодействия в дисперсной фазе двухфазной системы жидкость—жидкость в аппарате с мешалкой являются коалесценция и дробление капель объемом Vj и Vj и концентрацией q и с . Когда две капли коалесцируют, то освобождается достаточно большое количество энергии, чтобы принять полное перемешивание в образовавшейся капле. Поэтому при дроблении образовавшейся капли [c.403]

Процесс взрывного превращения может происходить в результате сгорания отдельных частиц вещества — их воспламенения. Большинство твердых взрывчатых веществ обладает значительной хрупкостью и поэтому весьма вероятно, что в процессе детонации происходит дробление вещества до мелких частиц. Жидкие взрывчатые вещества, согласно этому механизму, диспергируют на мелкие капли. Чем больше степень дробления, тем выше скорость превращения, так как скорость сгорания частиц примерно пропорциональна их размерам. Предполагается, что при очень высоких давлениях во фронте взрывной волны скорость горения будет очень высока, что создаст высокую скорость взрывного превращения. [c.322]

Имеющиеся сведения по механизму обработки поверхностей пеной очень скудны. За исключением общих данных о том, что частички загрязнений втягиваются в пену, интерес представляет лишь работа Стивенсона [49]. Качественно с помощью фотосъемки процесса взаимодействия пен с масляным загрязнением (суспензией графита в минеральном масле) автор показал, что пена дробит капли и пленки загрязнения до отдельных глобул и втягивает их внутрь пены. Наиболее эффективными для дробления оказались пены из растворов анионоактивных веществ. [c.159]

На каплю, помещенную в поле однородной и изотропной турбулентности, действуют следующие силы со стороны внешней жидкости динамический напор Q = kfPeU /2, где — коэффициент, имеющий порядок 0,5 — плотность внешней жидкости и скорость внешней жидкости относительно капли сила вязкого трения F - где — коэффициент вязкости внешней жидкости У= (4ео/ 15лл г) "2 — средняя скорость сдвига о — удельная диссипация энергии Vs = Це/Ре коэффициент кинематической вязкости. Кроме того, на поверхность капли действует сила поверхностного натяжения = IZ/R, где S — коэффициент поверхностного натяжения R — радиус капли. В зависимости от того, какая из внешних сил, действующих на поверхность капли, доминирует, возможны два механизма дробления капли. [c.275]

В основе процесса дробления лежит механизм, выявленный в результате киносъемки, согласно которому в процессе деформации капля принимает форму вытянутого эллипсоида, преобразующегося затем в гантель , и распадается на две равновеликие капли диаметром [c.720]

Капельный режим истечения переходит в струйный при достижении некоторой критической скорости истечения, определяемой диаметром отверстия, плотностью фаз и межфазным натяжением. На некотором рлсстояпии ит льсрсгия С1руя распадается на капли. Механизм этого явления, особенно в условиях процесса кристаллизации, изучен недостаточно. Известно, что с увеличением скорости истечения и диаметра отверстий размер образующихся капель возрастает. При стесненном движении капель в колоннах распылительного типа, как и в роторных и емкостных кристаллизаторах, возможны их коалесценция и повторное дробление [148]. [c.134]

Поскольку при движении в каналах капли имеют кроме продольной еще и радиальную составляющую скорости, возможно их осаждение на стенки, что вносит некоторые нонравки в общее количество капель. Если температура стенки намного больше температуры капель, падающих на стенку, то последние будут от нее отталкиваться и двигаться опять к центру потока. Поэтому в расчетах для больших скоростей потока и мелких капель этим эффектом пренебрегают. Характер движения двухфазного дисперсного потока определяется также процессами динамического дробления капель потоком газа. В результате исследования указанного процесса авторами [6—9] найдены условия дробления, механизмы распада и сделаны оценки размеров капель, образующихся при разрушении первичной капли. Для каждого механизма дробления, который определяется физическими свойствами, размером капель, временем деформации и характером обтекания, найдены свои интервалы значений И е р. [c.67]

Пленка электролита в зоне трехфазной границы получает подвижность в иаправ-леипи к газу за счет сил поверхностного натяжения, граднент которых появляется за счет возникновения градиента концентрации. Поверхностное натяжение для раствора КОН увеличивается с увеличением концентрации u a/a =2,4-10 Н м Х Хмоль 1 при 18°С в диапазоне 3 М<С<12,5 М. Известно, что достаточно очень небольшого градиента поверхностного натяжения, чтобы вызвать заметное движение тонких пленок. Учитывая то, что внутренняя поверхность порового пространства активного слоя электрода представляет собой мозаичную структуру из гидрофильных гранул катализатора и гидрофобных участков пластмассового связующего, можно предположить, что в некоторых местах складываются условия для дробления пленок на отдельные мелкие (первичные) капли электролита. Поскольку этот процесс идет непрерывно, то первичные капли агрегатируются в более крупные, положение которых внутри активного слоя определяется как результат взаимодействия отдельных капиллярных сил ограничивающих их менисков электролита. Часть этого электролита должна возвращаться в основной его объем (в нормально смоченную зону электрода), а другая может выходить на газовую сторону. Очевидно, что интенсивность этого процесса определяется скоростью генерации первичных капель и соотношением гидрофильных и гидрофобных поверхностей в структуре активного слоя электрода. Количественное описание предложенного механизма процесса промокания представляет определенные трудности, однако развитые модельные представления не только качественно хорошо согласуются со всей суммой экспериментально наблюдаемых фактов, но и позволили разработать электроды, в которых этот процесс локализован в активном слое и не оказывается на функциональной работоспособности. [c.170]

Слейчер показал, что скорость, межфазное натяжение, а также вязкость и плотность сплошной фазы являются наиболее важными параметрами. Тем не менее он сделал вывод, что уравнения Хинце — Колмогорова не могут применяться для описания дробления капель в потоке из-за существования градиента скоростей, исключающего саму гипотезу об изотропной турбулентности. По результатам высокоскоростной съемки Слейчер установил, что существует по крайней мере два механизма дробления. При определенных условиях капли вытягиваются и если соотношение их длины к диаметру не превышает 4 1, дробление идет с образованием двух новых капель приблизительно равного размера. Если это соотношение выше, капли утончаются в нескольких местах сразу. [c.308]

Второй механизм дробления, наблюдавшийся Слейчером, заключался в том, что маленькая капля отрывалась от большой. Этот механизм наблюдался не так часто, как первый, особенно в тех случаях, когда скорость вихрей была ближе к скорости, необходимой, чтобы сделать каплю крайне неустойчивой. [c.308]

Долгое время считалось, что основой влияния насадки на механизм массопередачи является дробление капель при ударах об элементы насадки и связанное с этим увеличение поверхности контакта фаз. Однако более детальное изучение изменения размера капель при прохождении ими слоя насадки [106—108] заставило пересмотреть это положение. При диаметре насадки, превышающем критические размеры, она вообще не оказывает влияния на размеры капель. Для насадки меньших размеров, хотя капли и принимают размер, характерный для данной системы, по прохождению достаточной величины слоя насадки, однако в ряде случаев наблюдается не дробление, а коагуляция капель. Влияние насадки носит, по-видимому, разносторонний характер. Прежде всего необходимо отметить, что наличие насадки резко снижает продольное перемешивание в колонне и тем самым повышает истинную движущую силу процесса. С другой стороны, наличие насадки увеличивает время пребывания капель в экстракционной зоне. Так, при заполнении колонны диаметром 170 мм шарами диаметром 25 мм коэффициент трения при прохождении диспергированной фазы возрастает в 2—3 раза [109]. При всплывании капель бензола в водной среде насадка кольца Рашига 15X15X2 мм увеличивает время контакта более чем в 6 раз [110]. [c.202]

Питерских и Валашек [89] высказали предположение, что мелкие капли (диаметром менее кр) образуются в пограничных пристеночных слоях под влиянием градиента скорости сплошной фазы. Этот механизм проверялся в работах ряда авторов 90, 91]. Особый интерес представляет исследование Слейчера [91, которому удалось при помощи скоростной киносъемки проследить процесс дробления капель в поле анизотропной турбулентности у стенок колонны. Согласно Слейчеру, максимальный диаметр капель, не подвергающихся дроблению при заданном гидродинамическом режиме, определяется уравнением [c.290]

На рис. 108 приведена зависимость от расхода расплавленного парафина, полученная при исследовании акустической форсунки (см. рис. 10). Частота звука составляла 7 кГц [28], а расход воздуха на критическом режиме (подсчитанный по данным чертежа) Gi = 8,5 г/с. Для получения размера капли d = 25ч--ьЗО мкм при расходе расплавленного парафина Gj = 2,5 г/с, отношение Gg/Gj = 3,4. Типичные частотные кривые / распределения капель по размерам i показаны на рис. 109. Особенностью этих кривых является наличие двух максимумов, что, по-види-мому, связано с механизмом дробления жидкой пленки пульсирующими скачками уплотнения. [c.178]

В соответствии с разнообразием условий протекания процесса различные исследователи наблюдали и весьма различные механизмы дробления капель выдувание середины капли с сохранением (и последующим распадом) жидкого тора (дробление типа парашют ) неупорядоченный распад разрушающейся капли на несколько капель срыв мелких капель с поверхности обдуваемой капли и др. [1, 33]. В тех случаях, когда время воздействия аэродинамической силы было ограничено, сказывалось влияние вязкости (влияние величины критерия Лапласа La = paVat//a). Согласно данным [34], для жидкостей с большой вязкостью (глицерин) критическое значение критерия We при разрушения капли может достигать 50, т. е. в 5 раз превышать значения We для маловязких жидкостей (воды, керосина). [c.31]

Механизм процесса электризации частиц в поле коронного разряда исследован некоторыми авторами, разработаны способы использования его для очистки газов ([55, 56]) и в других технических процессах [57]. При электроокраске изделий также используется метод ионной зарядки распыленная краска вводится между коронирующим электродом и изделием. Капли жидкости зарял- аются оседающими на их поверхности ионами и под действием электрических сил осаждаются на изделиях. При определенных физико-химических свойствах лакокрасочного материала применяется контактная зарядка жидкости, при которой она контактирует с острой кромкой распыляющего устройства, находящейся под высоким напряжением [58]. При этом на острой кромке распылителя, кроме зарядки, происходит дробление жидкости под действием электрических сил. [c.41]

Очевидно, механизм процесса брызгоуноса в каждом из отмеченных режимов имеет свои особенности. Поскольку вопрос о механизме исследуемого явления в литературе не затрагивался, рассмотрим предлагаемую нами возысхаую его схему. В первой режиме работы насадки мелкие капли, подхватываемые потоком газа, образуются в результате дробления жидкости в поднасадочном пространстве и непосредственно в насадке. Образование капель в поднасадочном пространстве, несомненно, определяется целым рядом конструктивных факторов [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология