Пузыри газовые коалесценция

Авторы не затрагивают перемешивания твердых частиц, хотя оно может играть существенную роль, особенно в случае теплонапряженных химических реакций. Поскольку происходит коалесценция пузырей, межфазный коэффициент обмена теоретически рассчитывают (см. гл. V) последовательно для каждого участка в слое, внутри которого высота газовой пробки постоянна. Одновременно сделано важное допущение в месте коалесценции газовых пробок потоки газа в дискретной и непрерывной фазах полностью смешиваются. Таким образом, весь реактор рассматривается как бы составленным из нескольких последовательно соединенных реакторов (рис. VII-17). В результате такого допущения режим в значительной мере приближается к стержневому (идеальное вытеснение) и конверсия в реакторе повышается. Однако остается неясным, каким образом происходит смешение газа из разных фаз при коалесценции двух газовых пробок. [c.275]

Распределение пузырей по поперечному сечению слоя. Экспериментально и теоретически установлено что газовые пузыри в псевдоожиженном сдое распределены не равномерно, даже если газ через распределительную решетку подается абсолютно равномерно по сечению. В частности, в ядре слоя движутся пузыри больших размеров и с большей частотой, нежели у его стенок. Развитие неравномерности обусловлено горизонтальными перемещениями пузырей в результате поперечной коалесценции. [c.534]

На рис. ХУШ-З (нижняя кривая) иллюстрируется рост газовых пузырей показана частота их появления над поверхностью-слоя квадратного поперечного сечения (25 X 25 см), зарегистрированная с помощью киносъемки Значения частот усреднены для ранее указанного диапазона скоростей газового потока. Как видно из графиков (рис. ХУЩ-З), частота появления пузырей над поверхностью слоя (весьма низкая вблизи начала псевдоожижения) заметно возрастает с увеличением расширения слоя. Разность между значениями ординат двух кривых на рис. ХУШ-З равна числу пузырей, исчезнувших в слое за секунду вследствие суммарного эффекта коалесценции и дробления. Скорость коалесценции пузыря максимальна, если порозность слоя несколько выше, чем в точке начала псевдоожижения. Приведенные результаты хорошо согласуются с полученными ранее для слоев относительно мелких частиц. [c.661]

Большая скорость коалесценции пузырей в слоях мелких частиц относительно низкой плотности является, вероятно, результатом сравнительно высокой вязкости подобных слоев Для проверки этого предположения изучали связь между размером и скоростью подъема пузыря в жидкостном псевдоожиженном слое. Было установлено, что скорость газового пузыря увеличивается с его размером подобно тому, как это происходит в вязких жидкостях, но не так, как в воде. Авторы предложили теоретическую модель коалесценции, основанную на их наблюдениях за газовыми пузырями различных размеров, поднимающимися с неодинаковыми скоростями. [c.662]

Предположение о том, что повышение вязкости слоя способствует коалесценции пузырей в газожидкостных слоях, косвенно подтверждается экспериментами Последними установлено, что скорость коалесценции газовых пузырей в жидкостях заметно возрастает с увеличением вязкости последних. [c.663]

Характер коалесценции в псевдоожиженном слое с естественным барботажем газовых пузырей можно проиллюстрировать на конкретных примерах. [c.701]

При диспергировании газов в жидкости в аппарате с механической мешалкой размер газовых пузырей определяется равновесием между силами поверхностного натяжения и силами, обусловленными турбулентными флуктуациями. При коалесценции размер пузырей зависит от их слияния, которому препятствует турбулентное движение. При этом диаметр пузырей ( пропорционален или [c.457]

Присутствие в аэрируемых смесях гидрофильных растворенных веш,еств (даже в незначительных количествах) увеличивает межфазную поверхность контакта. Это объясняется тем, что такие растворенные вещества (например, спирт) препятствуют коалесценции газовых пузырей. [c.458]

Подчеркнем условность традиционной классификации (как и всякой другой — см. разд.1.2.3). В самом деле, конечной целью ряда процессов подгруппы 1Б яаляется изменение размеров твердых частиц (растворение, кристаллизация), а значит и межфазной поверхности. Следовательно, здесь требуется уточнение говоря о фиксированной или изменяющейся межфазной поверхности, следует подразумевать скоротечные (почти "мгновенные") явления разрушения и коалесценции пузырей или капель — в противовес протекающему относительно медленно целевому изменению размеров элементов твердой фазы. Кроме того, надо иметь в виду, что в ряде процессов типа Ж — 1 (скажем, при массообмене газовой фазы с тонкими пленками, движущимися по внутренней стенке труб) поверхность межфазного контакта определяется достаточно точно. [c.739]

Из активной области газо-жидкостная смесь перетекает в барботажную область Б, где происходит всплывание газовых пузырей (рис. 6.7.4.1, а и б) или их газ-лифтное перемешивание (рис. 6.7.4.1, в и г). В этой зоне основную роль играют не инерционные силы жидкостного потока, а гравитационные силы с гораздо меньшей скоростью диссипации энергии. Здесь происходит укрупнение газовых пузырей до 2-5 мм (главным образом за счет их коалесценции) и соответственно — уменьшение удельной площади межфазной поверхности. [c.529]

Системы с коалесценцией. В газо-жидкостной системе отсутствуют какие-либо поверхностно-активные вещества (ПАВ) или электролиты, препятствующие коалесценции. Таким образом, в рабочем объеме аппарата наряду с дроблением имеет место коалесценция пузырей, в результате чего устанавливается некоторый равновесный размер пузыря, обусловленный в первую очередь свойствами жидкой и газовой фазы. В этом случае необходимая интенсивность перемешивания требуется только для формирования газо-жидкостной системы и достижения необходимого газосодержания (удерживающей способности аппарата по газу). [c.720]

При этом механизм образования газовых пузырей и их коалесценции при последовательном движении друг за другом в псевдоожиженных и жидких средах представляется, во всяком случае, очень сходным. [c.393]

Предположения, касающиеся-структуры псевдоожиженного слоя. В работах [32, с. 333 59 67, с. 373 133], как и в ряде моделей первой группы, считается, что псевдоожиженный слой может быть разбит на две фазы газовые пузыри и плотную фазу слоя. В работах [136, 156, 157] псевдоожиженный слой разбивают на область, занимаемую зонами циркуляции газа (включая газовые пузыри) и оставшуюся часть псевдоожиженного слоя. Используются также трехфазные модели псевдоожиженного слоя [140, 158—160], в которых слой разбивается на три фазы газовые пузыри, те части областей циркуляции газа, которые расположены вне пузырей, и оставшаяся часть псевдоожиженного слоя. В некоторых работах [32, с. 333 67, с. 373 157] принимается во внимание увеличение размеров газовых пузырей с высотой в результате коалесценции пузырей. [c.210]

Проследим, как поднимается этот газовый пузырь и как он растет за счет коалесценции с соседними пузырями воздуха. Если после N коалесценций размер пузыря газа равен ь, у+ц то баланс по горючему веществу представится такой записью [c.437]

К числу других проблем теоретического анализа движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое можно отнести необходим мость учета таких факторов, как взаимодействие газовых пузырей между собой при их движении в псевдоожиженном слое возможность изменения размеров пузырей в процессе их движения в слое коалесценцию и дробление газовых пузырей. Наконец, движение пузырей в псевдоожиженном слое осложняется крупномасштабными движениями фаз псевдоожиженного слоя, зависящими от скорости ожижающего агента и размеров аппарата [91 ]. [c.117]

В аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала, имеющих малый диаметр, в результате быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над газораспределительным устройством размер газового пузыря достигает диаметра аппарата и наблюдается поршневой режим псевдоожижения. Поскольку расчет про-. мышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно основывается на результатах исследований, проводимых на лабораторных установках, имеющих малый диаметр, анализ поршневого режима. нсевдоожижения весьма важен. Поэтому в данной главе будет также дан теоретический анализ движения газовой пробки в псевдоожиженном слое. [c.120]

Таким образом, в данном разделе рассмотрен ряд задач о гидродинамическом взаимодействии газовых пузырей в псевдоожиженном слое. Однако теоретически описать все детали такого взаимодействия, в частности нестационарные процессы слияния пузырей, н основе уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя до настоящего времени не удается. Поэтому для описания увеличения размеров газовых пузырей в результате их коалесценции используют различные гипотезы [90, с. 583 120]. [c.167]

Коалесценция пузырей в рамках одной цепочки приводит к образованию ряда более крупных газовых полостей, случайно распределенных по сечению аппарата, или к зарождению газовой прослойки, перекрывающей практически все сечение аппарата. В зависимоста от условий газовая прослойка либо распадается на случайное число крупных неоднородностей, либо развивается в газовую пробку. При значениях Уф/Яр < 0,1-0,2 отрыв и слияние пузырей сопровождаются практическим вырождением струйных факелов над отверстиями решетки. С увеличением Уф/Яр высота остаточных факелов и устойчивость прослойки возрастают. Реализация той или иной картины, очевидно, зависит от множества факторов (массы слоя, распределения диаметров зарождающихся пузырей, равномерности растекания газа), поэтому необходимы дополнительные исследования. Однако взаимосвязь этих картин с параметрами истекающих струй, условиями их развития, степенью стесненности не вызывает сомнения. [c.92]

При диспергировании газов в жидкости в аппарате с механической мешалкой размер газовых пузырей определяется равновесием между силами поверхностного натяжения и силами, обусловленными турбулентными флуктуациями. При коалесценции размер пузырей зави- [c.398]

Присутствие в аэрируемых смесях гидрофильных растворенных веш,еств (даже в незначительных количествах) увеличивает межфазную поверхность контакта. Это объясняется тем, что такие растворенные вещества (например, спирт) препятствуют коалесценции газовых пузырей. Для определения газонасыщенности жидкости получена зависимость [c.401]

Величины удельной объемной поверхности контакта фаз сильнее зависят от Я , что, видимо, можно объяснить усилением коалесценции газовых пузырей по высоте слоя. Однако уже с Ят =0,7 м величина а становится независимой от высоты газо-жидкостного слоя. [c.120]

Подобные контактные устройства широко распространены в промышленности и было бы весьма полезным иметь надежные данные о межфазной поверхности и о коэффициентах массоотдачи в жидкой и газовой фазах в различных условиях. Однако имеющиеся данные весьма разноречивы, причем еще одна из важных нерешенных проблем заключается в наличии влияния растворенных веществ на поведение системы. Размер пузырей при данных условиях, а следовательно, и газосодержание и межфазная поверхность сильно зависят от тенденции малых пузырей к коалесценции. Эта тенденция намного меньше почти во всех растворах по сравнению с чистым растворителем. Поэтому легко получить дисперсию мелких пузырей в растворе, в то время как в чистом растворителе они быстро коалесцируют, образуя пузыри больших размеров. О количественном влиянии растворенных веществ известно очень мало. Согласно Калдербэпку и др. для колпачковых тарелок оно оказывается менее важным, чем для устройств других рассмотренных ниже типов. [c.224]

Пузыри в псевдоожиженном слое во многих отношениях очень похожи на большие газовые пузыри в капельной жидкости, хотя в деталях имеется существенная разница. Пузыри принимают определенную или предпочтительную форму, которая изменяется от неглубокой чаши со сферической лобовой частью до почти полной сферы. Форма пузыря, как и в капельных жидкостях, сильно искажается вблизи стенок аппарата и разных деталей внутри слоя, а также в процессе разрушения и коалесценции пузырей. Последние почти не содержат твердых частиц, за исклю-чениел пальцев , спускающихся с крыши пузыря и частиц из кильватерной зоны в его основании. [c.133]

Азбель [61], учитывая, что дробленпе п коалесценция газовых пузырей приводит к образованию энергетпческп более устойчивых пузырей среднего размера, разработал метод теоретического нсследования барботажных процессов путем изучения энергетического баланса системы с использованием вариационных принципов механики. Для расчета среднего радиуса пузырей Азбель предло л ил использовать уравнение [c.295]

Расчет промышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно базируется на результатах исследований лабораторных или пилотных установок. В аппаратах малого размера часто наблюдается поршневой режим псевдоожижения из-за быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над распределительной решеткой. Когда размер газового пузыря достигает диаметра аппарата, в псевдоожиженно.м слое возникают чередующиеся пробки (слои) газа и шоршнюу твердых частиц. [c.170]

Объемная доля дисперсной фазы для конкретной скорост1Е газа быстро убывает по мере увеличения диаметра слоя. Например, если и — = 30 см/с, то, согласно уравнению (VII,26), пр увеличении диаметра слоя от 9 до 144 см значение е уменьшается от 0,48 до 0,19. Приведенные значения справедливы только для слоев, в которых за счет коалесценции пузырей образуются действительные газовые пробки. В тех случаях, когда размери пузырей невелики по сравнению с диаметром слоя, можно ожидать, что влияние этого диаметра будет незначительно (или он вообш е не будет влиять), если только на подъем пузырей не накладывается циркуляция твердого материала, возникающая в слоях больших диаметров. [c.277]

Рассмотренные выше модели коалесценции, наряду с более ранними совершенно игнорируют наличие газового облака вокруг пузырей в псевдоожиженном слое. Общая интенсивность межфазного обмена газом между пузырем и непрерывной фазой, исходя из этих моделей, обусловлена газовым потоком через пузырь и массопередачей внутри его. Однако нигде не учитывается взаимосвязь между этими двумя составляющими, а их количественная оценка экснериментально не подтверждена. В выбранном экспериментальном диапазоне изменения рабочих условий соотношение между скоростями поднимающегося пузыря и газа в просветах между частицами было благоприятным для образования газового облака вокруг пyзыJ)eй. В этих условиях, как будет показано позже, упомянутые обменные характеристики весьма важны, хотя точно и неизвестны. [c.359]

Средний диаметр газового пузыря в слое зависит от физических свойств псевдоожиженной системы (прежде всего от pJpf и / ), размера твердых частиц й, высоты слоя (от нее зависит коалесценция пузырей), рабочей скорости ожижающего агента С/. Общего уравнения для расчета Ое не имеется, хотя уже появились некоторые публикации К счастью, большинство уравнений не очень чувствительно к изменению Ое (влияние параметра б сы. по рис. 1Х-8). В связи с этим при моделировании принимают, что размер газовых пузырей находится в пределах 10" —10 м для пилотных установок и несколько больше (0,1 <0,3 м) [c.400]

Массоперенос в пузыре. Вследствие того, что коэффициенты диффузии в газе на 4 порядка выше, чем в жидкости, процесс массопереноса в пузыре протекает значительно быстрее, чем в каплях. Степень извлечения различных газов и паров из пузыря диаметром 4 мм, равная 99 %, может достетаться уже на высоте слоя жидкости от 2 до 10-12 см. Такая высокая скорость массопереноса в пузырях приводит к значительным трудностям при экспериментальном исследовании этого процесса. Трудности эти связаны с очень большим вкладом так называемых концевых эффектов в общее количество вещества, поступающего в пузырек в процессе его существования. Разделить стадии, из которых складывается общий процесс массопереноса в пузырьке (массоперенос во время образования, собственно движения и коалесценции на поверхности жидкости) практически невозможно. При этом степень поглощения в процессе образования пузыря и выхода его на поверхность жидкости может составлять до 50 % и выше. Кроме того, в связи с очень большой скоростью массопереноса в процессе движения становится заметным влияние так называемого поверхностного сопротивления. По-видимому, этим объясняется тот факт, что в настоящее время механизм массопередачи в пузырьке до конца не выяснен, а имеющиеся экспериментальные результаты по определению коэффициентов массоотдачи достаточно противоречивы. Многочисленные результаты по определению коэффициентов массоотдачи при лимитирующем сопротивлении газовой фазы на барботажных тарелках различных конструкций практически не дают никакой информации о механизме массопередачи в движущихся пузырях. Это связано с тем, что в такого рода экспериментах определяется суммарный коэффициент массоотдачи на тарелке, включающий все три стадии процесса. [c.285]

Интересные результаты получены по дегазации жидкостей в потоке при наложении ультразвукового поля, образующего своеобразную фильтрацию от пузырьков [267]. Ультразвуковые волны, распространяясь в жидкости, наталкиваются на пузырьки и оказывают на них ланжевеново давление. По мере приближения к излучателю это давление растет, и скорость пузырьков уменьшается до полной остановки. В сконцентрированной таким образом газовой эмульсии происходит коалесценция, крупные пузыри быстро всплывают и удаляются из потока. [c.121]

Литературные данные по применению препятствий , способствующих более спокойному псевдоожижению, весьма скудны. Уже на самых ранних стадиях изучения псевдоожиженных систем было обнаружено, что вставки (сетки или решетки, размещенные внутри псевдоожиженного слоя) способствуют разрушению пузырей и, следовательно, более спокойному течению процесса. Весьма показательный пример в этом отношении приводят Холл и Крамли [33], наблюдавшие спокойное псевдоожижение в слое высотой более 2 м и диаметром 25 мм . Вставки представляли собой стальные сетки 10 меш (просвет около 1,5 мм), слегка выгнутые в направлении газового потока и укрепленные с интервалом 50 мм на протянутой по оси сосуда вертикальной проволоке. Вставки такого типа препятствуют коалесценции пузырей по всей высоте слоя и исключают поршнеобразование, наблюдаемое в таком слое при отсутствии вставок. [c.23]

Подчеркнем в ааключение, что уравнения (4.6-20), (4.6-21) описывают рост пузырей (при условии гь > г1) только за счет притока к ним газовой фазы и не описывают увеличение размеров газовых пузырей в псевдоожиженном слое в результате их коалесценции. [c.151]

Следует отметить, Ч10 в иСсхздоожижениом слое газовые пузыри часто подвергаются деформации, особенно при коалесценции и дроблении. С целью качественного исследования влияния деформации пузыря на движение около него газовой и твердой фаз в работе [ИЗ] рассматривается также движение пузырей, имеющих эллиптическую форму. [c.156]

Размеры газовых пузырей зависят от многих факторов. Кальдербанк в упомянутой работе [56] приводит методику их определения. Непосредственно у места ввода газа в жидкость на размер пузырей сильно влияют диаметр входного отверстия и скорость газа в нем. Однако по мере подъема пузырей все более сказывается их коалесценция, поэтому размеры пузырей зависят от расстояния до газораспределительного устройства. [c.119]

ПЕНЫ, ячеистые структуриров. дисперсные сист., образованные скоплением пузырей газа (пара), разделенных тонкими прослойками жидкости. Размер пузырей — от долей до неск. десятков мм общий объем газовой фазы может в десятки и сотни раз превышать объем жидкой среды. П. разрушаются в результате коалесценции пузырей. Их устойчивость обусловлена присут. в жидкой фазе пенообразователей (мыл, мылоподобных ПАВ, нек-рых р-римых полимеров и др.). [c.428]

Отмечено, что при неизменных параметрах решетки и дутья изменение высоты или физических свойств материала слоя приводит к изменению характера коалесценции струй, что непосредственно связано с влиянием высоты слоя и физических свойств материала на характеристики развития струй. Параметр f] = n/v [где n-частота микропульсаций давления (зарождения пузырей) V-частота макропульсаций давления (выхода пузырей на поверхность)] характеризует степень неоднородности псевдоожиженной системы. При n = v гетерофазная система газ-твердые частицы может считаться однородной (л = 1). При л V псевдоожиженный слой становится неоднородным вследствие коалесценции пузырей и выхода на поверхность слоя крупных газовых неоднородностей и пакетов частиц [102]. [c.92]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология