Коалесценция пузырей

Модели коалесценции пузырей............... [c.6]

Скорость коалесценции пузырей может быть весьма значительной и, очевидно, зависит от их концентрации в слое последняя, в свою очередь, изменяется в зависимости от расхода газа. Средний размер пузыря может удваиваться на высоте в несколько сантиметров так что, за исключением очень крупных аппаратов, пузыри достигают диаметра слоя на сравнительно малой высоте. Ограничивающие стенки аппарата начинают влиять на форму и размер пузыря, как только последний достигнет половины диаметра слоя с этого момента псевдоожижение происходит в условиях поршневого режима (см. главу V). В этом заключается основная трудность экспериментального определения максимального размера пузыря. [c.137]

Разумеется, это весьма упрощенное, но наглядное описание явления. Известно, что кильватерная зона периодически частично сбрасывается при этом мгновенно изменяется коэффициент лобового сопротивления, вызывая, в свою очередь, периодические колебания скорости. Такое явление отмечено пока только в одной работе другие исследователи наблюдавшие это явление, видимо, не расшифровали его сущности. Вообще, рассматриваемое явление трудно исследовать, так как за время существования большинства пузырей в недеформированном состоянии наблюдаются лишь один или два цикла сбрасывания частиц из кильватерной зоны, после чего процесс искажается дроблением и.ли коалесценцией пузырей. [c.142]

Не ясно, почему возникновение поршней не зависит от отношения Н 1 — высота слоя в начале псевдоожижения). Возможно, это объясняется тем, что в псевдоожиженном слое крупных частиц коалесценция пузырей происходит непосредственно над распределительной решеткой, на высоте, равной нескольким диаметрам пузыря, т. е. внутри слоя, высота которого сопоставима с его [c.194]

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]

Здесь невозможно дать полный обзор данных по коалесценции пузырей. В литературе приводится ряд приближенных корреляций, что свидетельствует об отсутствии серьезной проработки этого вопроса. Было найдено что данные, полученные в опытах с ма- [c.294]

Таким образом, в настоящее время надежных корреляций для коалесценции пузырей не существует. По ранее полученным данным размер пузыря меньше в случае более мелких частиц. Кроме того, приведенные выше соотношения свидетельствуют о быстром падении частоты барботажа и соответствующем увеличении диаметра пузырей по мере их подъема в слое. [c.295]

II. МОДЕЛИ КОАЛЕСЦЕНЦИИ ПУЗЫРЕЙ [c.341]

С РАССЧИТАННЫМИ НО МОДЕЛЯМ КОАЛЕСЦЕНЦИИ ПУЗЫРЕЙ [c.352]

Устойчивость пузыря. Поднимающиеся пузыри, охватывающие вертикальные стержни, по-видимому, исключительно устойчивы. Их колебания и частичное разрушение здесь, вероятно, не так часты, как в случае одиночных пузырей, причем пузыри, охватывающие стержень, не так легко покидают его,,чтобы последовать за другими пузырями. Поэтому в псевдоожиженном слое с тонкими вертикальными стержнями по сравнению со свободным слоем наблюдается более редкая поперечная (в направлениях, не совпадающих с вертикальным) коалесценция пузырей. [c.534]

Ранее мы видели, что наличие вертикальных стержней понижает тенденцию к непрямой (поперечной) коалесценции пузырей. По этой причине в присутствии тонких стержней следует ожидать замедленного развития неравномерности распределения пузырей по поперечному сечению. Эксперимент подтвердил это предположение. [c.534]

В ряде работ изучали коалесценцию пузырей и их дробления в газожидкостных псевдоожиженных слоях. [c.660]

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]

Несколько опытов было проведено со слоями, содержащими 2,4 36 и 70 кг песка. В этом диапазоне навесок материала (т. е. высот слоя) частота появления пузырей на поверхности слоя оставалась практически неизменной. Отсюда можно заключить, что изменение частоты барботажа пузырей происходит на относительно коротком расстоянии от отверстия. Эти результаты соответствуют приведенным ранее данным а также полученным при изучении барботажа пузырей, образующихся в случае ввода газа через одиночное отверстие в слой, псевдоожиженный газом . Влияние расширения слоя на коалесценцию пузырей четко иллюстрируется данными фотосъемки двухмерных слоев 1 . [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]

Видимо, по массопередаче в газожидкостных псевдоожиженных слоях было опубликовано всего лишь два исследования. В нервом из них измеряли скорость абсорбции водой двуокиси углерода из смеси ее с азотом. В качестве твердой фазы использовали частицы кремнезема (эквивалентный диаметр 0,22 мм) и стеклянные шарики (0,5 и 0,8 мм). Количественных корреляций, например, в виде коэффициентов массообмена предложено не было, но можно отметить ряд качественных особенностей процесса. Скорость абсорбции повышается с ростом скорости жидкости для частиц всех размеров и понижается с увеличением размера частиц для всех скоростей жидкости. Скорости абсорбции были ниже измеренных в аналогичной газожидкостной системе, не содержаш ей твердых частиц. Эти выводы отчасти подтверждаются рассмотренными ранее данными о коалесценции пузырей . [c.673]

Вследствие экспериментальных трудностей механизм коалесценции в больших системах исследован весьма слабо. Коалесценцию пузырей и эффективность контакта в системе газ—твердые частицы пытались изучать косвенным путем — через распределение времени пребывания газа-трасера при ступенчатом или импульсном вводе его - . [c.700]

При динамическом взаимодействии газа и жидкости происходит дробление и коалесценция пузырей, вследствие чего в барботажном слое образуются энергетически более устойчивые пузыри, размеры которых не зависят от условий внедрения газа в жидкость. На основе [c.268]

Организуя соответствующим образом распределение втекающего в слой газа по его поперечному сечению, можно, как показано в [17], добиться увеличения циркуляции частиц. Замедлить же циркуляцию сложно, так как вызывающий ее механизм преимущественной коалесценции пузырей вблизи стенок, типичный для всех псевдо-ожиженных слоев, в которых пузыри вообще формируются, довольно сильно демпфирует влияние распределительного устройства на структуру течения. [c.158]

Обычно высота жидкости принимается приблизительно равной диаметру сосуда, так как при одной мешалке б случае Я >21) обнаруживается отчетливое влияние коалесценции пузырей и уменьшается межфазная поверхность. [c.330]

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]

Для систем газ— жидкость режим динамической пены является режимом движения пузырей во взвешенном слое. Возможно также и полное заполнение пузырьковой колонны плотным слоем пузырей и ее устойчивая работа в таком режиме [46]. Однако это осуществимо только в присутствии добавок поверхностно-активных веществ, затормаживающих процесс коалесценции пузырей. [c.186]

На практике явление срыва стационарного противоточного течения дисперсного потока при некоторых максимальных для данной системы значениях расходов фаз получило название явления захлебывания)). Физический смысл его заключается в следующем [26]. При однородном по д движении частиц в дисперсном потоке в среднем имеет место равновесие между силой тяжести с учетом выталкивающей силы Архимеда и силой сопротивления. Такое равновесие математически выражается уравнением (3.3.2.51) и может реализоваться при двух (или даже при трех) значениях концентрации частиц. При захлебывании оба равновесных состояния исчезают, так как сила сопротивления, действующая на частицы, становится больше движущей силы и условие равновесия перестает выполняться. При этом реальный дисперсный поток в зависимости от типа дисперсной системы ведет себя различным образом. В системе твердое вещество— жидкость захлебывание приводит к переходному (нестационарному) процессу, в результате которого дисперсная фаза выбрасывается из канала вместе со сплошной фазой. В системе газ—жидкость в среднем поток остается стационарным, однако начинается интенсивная коалесценция пузырей, которая приводит к переходу в пенно-турбулентный режим течения и снижению силы сопротивления, действующей на пузыри. В системе жидкость— жидкость может наблюдаться как выброс дисперсной фазы, так и интенсивная коалесценция капель с последующей инверсией фаз. [c.187]

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 интенсивных режимах барботажа и в высокодисперсных системах газ — жидкость закономерности движения отдельных пузырей или капель нарушаются, поэтому они не описывают группового движения пузырей и капель. При интенсивных режимах течения газожидкостных систем в результате динамического взаимодействий фаз, приводящего к дроблению и коалесценции пузырей и капель, образуются энергетически наиболее устойчивые пузыри [c.160]

Рис. 1-7, Зависн.мость времени коалесценции пузырей от первоначального расстояния между ними Кривые........ /

Рядом авторов выполнено сравнение реакторов с восходящим п нисходящим движением газожидкостного потока на примере процессов гидрообессеривания неочищенных или тяжелых масел [48—51] и селективного гидрирования фенилацетилена в растворе стирола [52]. Были отмечены следующие преимущества аппаратов с восходящим движением потоков газа и жидкости более высокая конверсия исходных реагентов, лучшая селективность, более длительный срок службы катализатора, лучший температурный контроль. По сравнению с полыми барботажными колоннамп рассматриваемые реакторы обеспечивают значительное снижение продольного перемешивания в обеих подвижных фазах и уменьшение коалесценции пузырей газа. [c.240]

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]

Обычно считают, что скорость подъема пузыря данного радиуса возрастает с увеличением доли пузырей е , но это предположение не подтверждено точным экспериментом. При повышенной концентрации пузырей рентгеновский метод, как можно видеть пз фото 1У-8, имеет ограниченное применение вследствие трудности идентификации отдельных пузыреЙ4 Действительно, когда бб увеличивается, то коалесценция пузырей и взаимные помехи становятся очень частыми, поэтому трудно идентифици- [c.142]

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]

Коалесценция пузырей является важной особенностью псевдоожиженных слоев. Так, коалесценция определяет размер пузыря, от которого зависит интенсивность перемешивания в слое. Коалесценция возможна также n viDJD 0,5, т. е. в случае поршневого режима псевдоожижения. Для инженерных расчетов важно знать число пузырей в единице объема N, однако легче измерить частоту барботажа п, т. е. число пузырей, пересекающих единицу площади поперечного сечения слоя в единицу времени. Величины N и п связаны между собою зависимостью [c.294]

Коалесценция пузырей может рассматриваться как фактор радиального переноса трудно представить, что она сама по себе является источником радиальной и продольной диффузии. Рассмотрим сначала поведение твердых частиц, введенных в гидродинамический след мелких пузырей, начинаюш их свой подъем от распределительной решетки. Даже если бы отсутствовал обмен твердыми частицами между гидродинамическим следом и непрерывной фазой, то в результате последовательных актов коалесценции (пузырей и их кильватерных зон) происходило бы смешение меченых частиц в гидродинамическом следе образовавшегося крупного пузыря. Следовательно, в определенной мере радиальная и продольная диффузия частиц осуш,ествляется только лишь за счет самой коалесценции. Аналогичный процесс происходит также и с газом. Пусть, например, пузыри образуются в отверстии с частотой 20 с . Рассмотрим один из таких пузырей, содержаш ий газ-трасер. В верхней части слоя этот трасер окажется в одном крупном пузыре таким образом происходит распространение трасера как в радиальном, так и в продольном направлениях за счет собственной коалесценции. Вклад рассматриваемого механизма в продольную диффузию в псевдоожиженных системах должен быть незначительным, однако этого нельзя с уверенностью утверждать в отношении радиального переноса. [c.300]

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]

Размер пузырей. Другое следствие понижения скорости коалесценции пузырей в слое с тонкими стержнями состоит в замедлении темпа их роста по сравнению со свободным слоем в тех же условиях Функции распределения диаметров п узырей [c.534]

Изменение скорости жидкости, как можно видеть из рис. ХУ1П-8., не отражается сколько-нибудь существенно на величине объемного коэффициента массообмена. Заметим, однако, что эксперименты с частицами размером 1 мм были проведены при расходах жидкости, близких к точке начала псевдоожижения не исключено, что при более высоких расходах жидкости, когда коалесценция пузырей выражена менее ярко, скорость абсорбции будет более высокой. [c.674]

Работу колпачковых распределительных устройств типа 1, а при высоких скоростях истечения газа изучали Козин и Баскаков Они показали, что попытки интенсифицировать диспергирование газа аа счет повышения скоростей истечения струй приводят к образованию центров зарождения цузырей в точках пересечения струй, выходящих из прорезей колпачков. При использовании аналогичных колпачков для псевдоожижения слоев песка 5.1 при более низких скоростях истечения и более редкой их расположении, чем в цитируемой работе эффект пол щался иным. Так, в тонких слоях при низкой скорости истечения газа из четырехструйчатых колпачков, установленных с шагом 305 мм, возникают по четыре цепочки пузырей от каждого элемента. По мере увеличения высоты слоя происходит быстрая коалесценция пузырей, и в результате над каждым элементом образуется один поток пузырей. Поведение такой системы с быстрой коалесценцией пузырей сходно с псевдоожижением при низких скоростях истечения газа из элементов типа 2а. [c.705]

Коалесценция пузырей. С помощью миниатюрных емкостных зондов специальной формы, не искажающих состояния псевдоожижения, в [12] проведено исследование локальной структуры псевдоожиженных слоев болыпого диаметра (Од= 1 м). [c.157]

На основе данных измерений, аналогичных изображенным на рис. 7, в 113] разработана статистическая модель коалесценции пузырей и предложено следу10Н1ес эмпирическое корреляционное соотноншиие [c.158]