Пузыри газовые размеры

Имеется мало надежных сведений о размерах пузырей, возникающих в данном слое при определенной скорости газового потока вследствие сложности получения точных данных и отсутствия в настоящее время действительно полноценной теории. Как уже сказано ранее, наблюдение пузырей связано с большими экспериментальными трудностями. Задача еще усложняется необходимостью обобщения широкой совокупности многочисленных параметров, полученных при измерении пузырей различных размеров. [c.136]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

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]

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]

Перемешивание в газовой фазе, видимо, будет несколько отчетливее выражено в газожидкостных псевдоожиженных слоях из частиц размером 0,25 и 1 мм, нежели в слоях, не содержащих твердых частиц. При газожидкостном псевдоожижении твердых частиц размером 6 мм можно ожидать противоположного эффекта. Высказанные предположения согласуются с характером распределения газовых пузырей по размеру над свободной поверхностью слоя при псевдоожижении мелких частиц это распределение шире, чем в случае крупных. [c.667]

В отверстиях барботеров промышленных реакторов скорость газа обычно превышает эту величину и может достигать 10—15 м/с. При этом газ вырывается из отверстия в виде расширяющейся струи, распадающейся на пузыри различных размеров на некотором расстоянии от барботера [79]. Полидисперсность газовых пузырей может быть учтена [30] введением в уравнение (И.9) дополнительного множителя, однако в реальных условиях его значение близко к единице. [c.18]

Иногда предпринимаются попытки разработать методику расчета барботажных реакторов на основе закономерностей массопередачи из одиночного газового пузыря, поднимающегося в слое жидкости с определенной скоростью. Процесс массопередачи из недеформированных пузырей малых размеров нетрудно организовать при продувании газа в жидкость с малыми скоростями через тонкие отверстия (например, через пористую керамическую перегородку). Однако результаты исследований, полученные в таких условиях, не всегда можно использовать при расчете промышленных аппаратов, заполненных сильно турбулизованной газожидкостной смесью, для которой такие понятия, как диаметр газового пузыря и скорость его подъема, становятся весьма условными. [c.38]

На тарелке взаимодействие фаз происходит при диспергировании потока газа (пара) через отверстия массообменной тарелки в слой жидкости. Дисперсная фаза (пар) распределяется в сплошной (жидкой) фазе в виде струи и пузырей различного размера. Движение дисперсной и сплошной фаз на тарелке чаще всего перекрестное. Различают три гидродинамических режима работы барботажной тарелки пузырьковый, пенный и режим уноса. Эффективным режимом работы тарелок является пенный режим. При пенном режиме работы тарелки газовая струя на некоторой высоте слоя, распадается на пузыри. Таким образом, на тарелке можно вьщелить две основные характерные области (рис. 4.1) [c.126]

Для проведения процессов растворения газов широко используются аппараты с высоким барботажным слоем (см. 1.4.1 и 6.7.1). Их основными преимуществами являются достаточно развитая поверхность контакта фаз, простота конструкции, которая позволяет проводить процессы под высоким давлением, большое время пребывания жидкости в аппарате. В барботажных аппаратах формируется неустойчивое циркуляционное движение жидкости по высоте аппарата, которое обеспечивает не только интенсивное перемешивание жидкости, но и вовлекает в циркуляционное движение более мелкие пузыри. В ряде случаев (например, при проведении окислительных процессов с участием кислорода воздуха) такое перемешивание газовой фазы по высоте аппарата снижает движущую силу процесса растворения. Простые барботажные устройства трубы с отверстиями, дырчатые тарелки, колпачки с прорезями — не позволяют получить пузыри небольших размеров и тем самым обеспечить высокоразвитую поверхность контакта. Кроме того, вихревое движение жидкости приводит к тому, что при высоте барботажного слоя более 0,8-1,0 м пузыри начинают коалесцировать. Поэтому размер пузырей в барботажных аппаратах обычно колеблется от 4 до 10-12 мм. Более мелкие пузыри образуются при барботировании (продавливании) газа через специальные распределительные устройства из пористых материалов (керамики, металла, химически стойких полимеров). Однако такие устройства не могут использоваться в жидкостях с высоким содержанием взвешенных или смолистых веществ. Пузыри размером до 4 мм удается получить в аппаратах с мешалками (см. 6.1.4 и 6.7.3). Однако в таких аппаратах возрастает интенсивность циркуляции жидкости, что приводит к увеличению дисперсии времени пребывания пузырей по сравнению с обычными барботажными аппаратами. Наличие вращающихся деталей не позволяет использовать аппараты с мешалками при высоких давлениях. Высоки также и энергозатраты на перемешивание жидкости. [c.48]

Экспериментальные результаты, существенно отличающиеся от предсказываемых диффузионной теорией массопередачи, получены и для процесса испарения воды в газовый пузырь. В [48] скорость массопередачи в пузыре рассчитывалась по экспериментально определенным значениям диаметра пузыря и концентрации водяного пара в газе, выходящем из пузырьковой колонны. Для пузыря диаметром 5 мм экспериментальное значение критерия Шервуда составило = 1. При этом величина степени насыщения в момент отрыва пузыря составляла 31,5 %. В неопубликованной работе автора испарение воды исследовалось с использованием специальной тарелки со 100 отверстиями, позволяющей получать пузыри одинакового размера. Скорость массопереноса в пузырях рассчитывалась из экспериментально определяемой скорости охлаждения воды в пузырьковой колонне. Для пузырей диаметром э = 4 мм при проведении экспериментов с водопроводной и дистиллированной водой получено 8Ь = 0,7. Степень насыщения пузырей к моменту отрыва составляла -57%. [c.286]

Результаты теоретического исследования движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое могут быть сопостав лены с экс- периментальными данными. При этой экспериментальные данные представляют собой [32, с. 74] результаты исследования скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, распределения давления газа и порозности псевдоожиженного слоя вблизи пузыря, формы, размеров и расположения области циркуляции, газа около пузыря. [c.140]

Таким образом, в данном разделе изложена модель Роу и Партриджа химического реактора с псевдоожиженным слоем. Достоинством данной модели является учет влияния движения пузырей на движение газа в псевдоожиженном слое, а также влияния движения газа на протекание химического процесса. К числу недостатков модели относится необходимость использования значительного количества добавочной эмпирической информации, причем такую информацию, как распределение газовых пузырей по, размерам трудно получить экспериментальным путем. Кроме того, как уже указывалось выще, эта модель имеет ограниченную область применения. [c.223]

Следующее предположение, используемое в рассматриваемой модели, касается размеров газовых пузырей. Как известно, в псевдоожиженном слое размеры газовых пузырей обычно увеличиваются с высотой. Кроме того, наблюдается некоторое распределение пузырей по размерам на заданной высоте. Однако в рассматри- [c.224]

Газовые пузыри сохраняют сферическую форму в диапазоне чисел Рейнольдса от 1 до 100, при этом внутренняя циркуляция приводит к уменьшению сопротивления или к увеличению скорости при их движении в жидкостях, более вязких, чем вода >. При более высоких значениях Re пузыри сплющиваются в направлении, перпендикулярном движению, что сопровождается увеличением сопротивления. Движение таких деформированных пузырей, обычно неустойчиво и подвержено колебаниям. Пузыри диаметром >25 лии достигают максимальной скорости порядка 0,5 м/сек в воде, причем пузыри большего размера деформируются в большей степени или лопаются Кривая коэффициентов сопротивления Для пузырей воздуха, поднимающихся в воде, показана нарис. П- 8. [c.183]

При малых скоростях газового потока над отверстием периодически образуются пузыри одинакового размера, всплывающие с одной и той же скоростью на одинаковом расстоянии друг от друга. Увеличение скорости газового потока приводит к возрастанию частоты образования пузырей. Их размеры и скорость всплывания остаются прежними, уменьшается лишь расстояние между ними. Дальнейшее возрастание скорости газового потока приводит к такому режиму образования пузырей, когда онй, соприкасаясь, движутся цепочкой. При этом над отверстием образуется газовый факел, близкий по форме к вытянутому эллипсоиду вращения, из верхней части которого непрерывно генерируется цепочка пузырей. Так как расстояние между центрами двух соседних пузырей в цепочке не может быть меньше их диаметра, увеличение расхода газа возможно либо за счет увеличения диаметра пузырей, либо за счет повышения скорости движения пузырей. [c.367]

Внешним признаком ухудшения защитных свойств покрытий является появление на его поверхности пузырей разных размеров и формы. Образование пузырей обусловлено рядом причин. При набухании пленки происходит ее расширение, и влага концентрируется в пленке на поверхности раздела пигмент-пленкообразователь и пленка-подложка. При сушке покрытия, а также в результате его деструкции при старении, могут образовываться газовые включения (пузыри воздуха и газов). За счет капиллярных явлений при наличии пористости влага и водорастворимые примеси достигают подложки и скапливаются на поверхности раздела, что приводит к коррозии металла. [c.41]

При любой конструкции газораспределительного устройства ожижающий агент поступает в ПС отдельными струями, входящими в слой из отверстий решетки. Следовательно, решетки можно рассматривать как источник турбулентных струй, истекающих в ПС и определяющих состояние слоя в зоне дальнобойности этих струй. Параметры газораспределительного устройства должны выбираться с учетом влияния газовых струй на возможность образования застойных зон в промежутках между отверстиями решетки, на высоту образования газовых пузырей, на размеры пузырей и т.д. [c.549]

По море движения вверх через слой газовые пузыри сливаются между собой и увеличиваются в размере. [c.71]

Поршневой режим наблюдается, если пузырьки газа достигают таких размеров, что они могут занять все поперечное сечение узкого сосуда. В этом случае в сосуде поднимаются чередующиеся пузыри газа и пробки из твердых частиц. В больших сосудах комки частиц поднимаются, а затем опускаются, когда под ними лопаются газовые пузыри. Этот процесс подобен ударам при выбросах в кипящих жидкостях. Потеря напора при таком режиме неустойчива и обычно значительно больше, чем при спокойных условиях. Данный режим возникает, когда частицы слишком крупны или слой не содержит достаточного количества более тонкого материала. Поршневой режим чаще возникает при большом значении соотношения высоты к диаметру, но смягчается при снижении скорости газа. [c.255]

Поведение газовых пузырей в псевдоожиженных системах больших размеров ....... ........... [c.8]

При последующем возрастании скорости газа (за пределы точки В) число твердых частиц между точками измерения давлений РР уменьшается. Соответственно по кривой ВО понижается перепад давлений на единицу высоты слоя, хотя полный перепад давлений (по всей высоте слоя) остается неизменным. В этих условиях избыток газа, сверх необходимого для начала псевдоожижения, движется через зернистый слой в виде газовых пузырей . Число и средний размер последних возрастают по мере приближения к точке 0 в результате создаются благоприятные условия для слияния восходящих пузырей. [c.19]

Наконец, в точке В увеличивающиеся в размерах пузыри еще до выхода из слоя могут достигать диаметра аппарата, образуя газовые пробки (или поршни), которые перемещают вверх прослойки, или поршни твердых частиц. Скопления твердых частиц на периферии аппарата могут проскальзывать вниз мимо поднимающихся пузырей. Каждые несколько секунд газовый пузырь разрушается на выходе из слоя, но пока еще не происходит транспорта (восходящего или нисходящего) твердых частиц. [c.19]

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]

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]

Часто бывает необходимо исследовать одиночный изолированный газовый пузырь ила его воздействие на прилегающие к нему области слоя это практически невозможно сделать, регулируя весь поток газа. Для получения одиночных пузырей и их исследования часто используется приведенная ниже методика (иногда с несущественными изменениями). Слой — двухмерный или любой иной формы — поддерживается в псевдоожиженном состоянии равномерно распределенным газовым потоком, скорость которого очень немного превышает такой слой либо совсем не содержит пузырей, либо они малы (и их появление случайно). Через распределительную решетку или иным путем в аппарат вводят трубку, заканчивающуюся в слое, через которую подают порции газа, генерируя таким образом одиночные дузыри. Давление инжектируемого через трубку газа, длительность инжекции, диаметр трубки и другие условия, необходимые для получения стабильного пузыря нужного размера, подбирают эмпирически. [c.131]

Для раздельного анализа трех стадий массопереноса в псевдоожиженных системах массообмен между стенкой и слоем (раздел I), а также между твердыми частицами и ожижающим агентом (раздел II), следует рассматривать в отсутствие сегрегации фаз (т. е. газовых пузырей). Это можно осуществить кепериментально, так как для развития газовых пузырей необходима некоторая конечная высота слоя. В жидкостных псевдоожиженных системах дискретная фаза (пузыри) образуются на высоте , превышающей 0,5—1м при газовом псевдоожижении пузыри заметных размеров ( с1р) присутствуют уже на высоте 0,2 м. Таким образом, данные по масообмену могут быть получены как в отсутствие пузырей (однородное псевдоожижение), так и а тех случаях, когда дискретная фаза оказывает влияние на скорость массопереноса (неоднородное псевдоожижение). В разделах I и II мы будем рассматривать только однородные псевдоожиженные системы неоднородные будут основной темой последующих разделов. [c.377]

Это предположение не кажется убедительньш к тому же необходимо иметь в виду, что при переходе от мелких частиц к крупным уменьшается показатель степени 1/га в уравнении (XVIII,3). Возможно, более обоснованное объяснение дает анализ фото ХУ1П-2, 3. В слое более крупных частиц получается большее количество газовых пузырей меньших размеров (об этом можно судить по размеру выходящих из слоя пузырей), скорость подъема которых ниже. Не исключено, что в этом плане граница между второй и третьей фазами становится менее резкой (в пределе исчезает), а поэтому уменьшается различие между скоростями жидкости в этих фазах. В результате контракция становится менее ярко выраженной (в пределе — вырождается). — Прим. ред. [c.672]

В аппаратах с механическим диспергированием газа в жидкость, используемых в качестве газо-жидкостных реакторов, газовая фаза подается в зону расположения мешалки. Поток газа отбрасывается лопастями мешалки к периферии рабочего объема аппарата, где и дробится на отдельные пузыри турбулентным потоком перемешиваемой жидкости. Образующиеся пузыри имеют размеры порядка 1-2 мм. Коррелящгя опытных данных для интенсивности теплообмена имеет вид [7] [c.250]

Струйный режим образования пузырей визуально характеризуется появлением над отверстием неисчезающего газового потока (факела), который вдали от отверстия дробится на отдельные пузыри небольшого диаметра. На расстоянии 91 см от одиночного отверстия наблюдается нормально-логарифмическое распределение пузырей по размерам [10]. Однако точно определить условие перехода от динамического режима образования к струйному не представляется возможным. Детальные исследования, проведенные с использованием скоростной киносъемки [И], показали, что в исследуемом диапазоне скоростей истечения (5-80 м/с) газовый поток имел пульсирующий характер и устойчивая стационарная струя или факел устанавливались только на расстоянии от отверстия, много меньшем размера образующихся пузырей. Картина образования газожидкостных структур (пузырей) при струйном режиме напоминала картину образования двойных пузырей при динамическом режиме (рис. 8.1.1.2, а) с той лишь разницей, что над отверстием после отрыва пузыря всегда существовала очень небольшая область струйного потока. Пузырь, получившийся после слияния двух первоначально образующихся пузырей, имел форму вытянутого в направлении движения сфероида. Объем его можно оценить по формуле (8.1.1.4), в которой С = 1,090. Такое значение константы получено в [12], исходя из двухстадийной модели образования пузыря. На первой стадии пузырь представляет собой расширяющуюся полусферу, а на второй стадии до момента отрыва растет как сфера, в соответствии с моделью Дэвидсона и Шуле [4]. Центр сферы в начальный момент находится в точке, соответствующей центру масс полусферы, образовавшейся на первой стадии. [c.709]

Инжекционный режим. Дальнейшее увеличение нагрузок по газу приводит к тому, что непрерывной фазой становится газ, а дисперсной — жидкость. Структура дисперсной системы в ин-жекщюнном режиме характеризуется наличием значительных газовых пустот, подвижных агрегатов жидкости с мелкими пузырями и циркуляционными токами по высоте слоя. Характерной особенностью дисперсной системы в этом режиме является также наличие интенсивных пульсаций газосодержания и перепада давления в слое. Для инжекционного режима характерно также интенсивное обновление поверхности контакта фаз газовых агрегатов и исключительная устойчивость пузырей небольшого размера в агрегатах жидкости. [c.119]

В работе [136] предполагается, что размеры газовых пузырей в слое увеличиваются с высотой как в результате каолесценции, так и в результате расширения газа, обусловленного уменьшением давления. Поскольку скорость подъема газового пузыря определяется размерами газового пузыря, то и размеры области циркуляции газа, зависящие от скорости подъема пузыря, определяются размерами газового пузыря. Следовательно, распределение газовых пузырей по размерам определяет распределение по размерам областей циркуляции газа, которое существенно влияет на протекание химической реакции в псевдоожиженном слое. Распределение газовых пузырей по размерам на данной, высоте слоя, а также изменение такого распределения с высотой, должны определяться экспериментально. В данном разделе будет изложен упрощенный вариант математической модели, в котором не будет учитываться распределение газовых пузырей по размерам. Кроме того предполагается, что расширение газа, обусловленное уменьшением давления, пренебрежимо мало. [c.213]

Исследуя каплеобразование при барботаже воздуха в воде, Ф. X. Гарнер установил, что высота подброса капель зависит от диаметра газового пузыря. Газовые пузыри диаметром меньше 5 мм разрушались с выбросом фонтанирующей струи, распадающейся на несколько капель. При этом образовались относительно крупные капли до 800 мкм, причем по мере увеличения диаметра пузыря размер капель увеличивался, а высота подброса и частота образования капель уменьшались. [c.169]

Таким образом, как показывают опыты с мелкими частицами, хотя при определенных условиях доминирует степень циркуляции газа между пузырем и окружающим его облаком, но обычно действует еще добавочный фактор, способствующий обмену. Скорость межфазного обмена газом была определена путем ввода одиночных пузырей трассирующего газа в слой твердых частиц размером от 50 до 136 мкм, поддерживаемый потоком воздуха в состоянии начала псевдоожижения. При сравнительно близких размерах пузыря в обеих упомянутых работах получено хорошее совпадение коэффициентов обмена, среднее значение которых для частиц 50 мкм составляет около 2 см/с. Дополнительные сведения о природе межфазного обмена газом при условиях, благоприятствующих образованию облака, были получены при фотографировании пузырей газовых псевдоожиженных слоях. Установлено, что при малых значениях отношения Ut,luJnf обмен газом происходит за счет непрерывного осыпания облака, а при высоких значениях этого отношения [c.363]

В пределе пх диаметр может достигнуть диаметра аппарата. Последнее явление обычно наблюдается в аппаратах небольшого диаметра при большом соотношении высоты и диаметра слоя. Газовый пузырь увеличивается в размере до тех пор, пока образовавшийся над ним уплотненный слой твердого материала не обрушится внутрь пузыря. Это явление пазываетсгс поршневым проскоком (рис. 46). Оно крайне нежелательно, так как ухудшает контакт между газом и зернистым материалом. [c.71]

Действительно, давно было замечено, что при ожижении твердых частиц газами псевдоожиженный слой не однороден [189]. Он представляет собой слой взвешенных частиц с достаточно низкой порозностью, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, коалесцировать, что иногда приводит к образованию поршневого режима псевдоожижения, представляющего собой чередование сгустков частиц и газовых полостей, занимающих все сечение аппарата. Поршневой режим движения твердой фазы наблюдается также и при транспортировании твердых частиц газом в вертикальных трубах. Ряд авторов, первым из которых бьш, по-видимому, Уоллис [94], вьщвинули предположение, согласно которому пузыри и поршни являются следствием нарастания всегда присутствующих в потоке малых возмущений порозности. Однако в экспериментах неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Так, ожи-жаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указьгеают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому в случае увеличения скорости газа [190]. Не наблюдаются неоднородности и при движении небольших капель и пузырей в жидкостях. [c.134]

Мац ум ото С., Иманака Т., Тэраниси С,, Когё кагаку дзасси, 72, 1219 (1969), Влияние размера газовых пузырей на коэффициент массоотдачи в жидкости при гидрогенизации стирола в жидкой фазе. [c.277]

Приведенные выше формулы применимы для пузырьков диаметром не более 1 мм. Крупные пузыри при подъеме деформируются, приобретая эллипсоидную форму (при с1и = 1—5 мм) и полусферическую (при п > 5 мм), причем движение пузырей становится спиральным [71. Закономерности, установленные для пузырей, выходящих из одного отверстия, справедливы при массовом барботаже, если скорости газового потока невысоки (0,1—0,3 м/с на свободное сечение аппарата). При более высоких скоростях пузыри сливаются в сплошную струю, которая разрушается на некотором расстоянии от отверстия с образованием пены. Размеры пузырей в пене различны. Для усреднения используют средний ловерхностно-объемный диаметр ср = 6е/а (где е — газосодержание пены, а — удельная поверхность). [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология