Жидкостной валик

Для определения площади поперечного сечения жидкостного валика входящей в формулу (Х.1), рассмотрим закономерности течения жидкости в вертикальном угловом канале с углом раскрытия V (см. рис. 107) и равными между собой смоченными сторонами а. [c.189]

Движение жидкостных валиков вместе с лопастями ротора относительно поверхности стенок корпуса аппарата вызывает в них появление направленных циркуляционных токов (см. рис. 109). Это течение способствует переносу количества движения, теплоты, вещества в поперечном сечении валика, т. е. появляется дополнительный источник турбулентности в свободно стекающей жидкости. [c.189]

Полная тангенциальная сила Р, действующая на одну из лопастей, является суммой касательного усилия Г, возникающего в зазоре между стенкой и кромкой лопасти, и нормального Р, определяемого давлением жидкостного валика на лопасть. Если толщина рабочей кромки незначительна, то Р Г и силу Р нетрудно найти по формуле [c.194]

Рис. 109. Сечение жидкостного валика перед лопастью ротора

На лопасть ротора действуют только две силы (рис. 110) . центробежная сила F и сила гидростатического давления Р жидкостного валика, направления по нормали к поверхности лопасти. Силами гидравлического трения жидкости о поверхность лопасти и в зазоре, а также силой трения в цапфах крепления лопастей пренебрегаем. [c.196]

Для определения коэффициента теплоотдачи воспользуемся уравнением полуэмпирической теории турбулентного переноса (П.38). Для вычисления динамической скорости и , входящей в это уравнение, необходимо прежде всего выяснить источники турбулентных пульсаций в жидкости. Первый источник — осевое течение жидкостной пленки по внутренней поверхности аппарата. Второй, главный источник — перемешивание жидкостной пленки лопастями ротора. Наиболее интенсивное перемешивание жидкости в роторном аппарате имеет место в жидкостных валиках. Именно здесь возникают и поддерживаются наибольшие турбулентные пульсации, которые проникают в пристенный слой и постепенно затухают в нем по мере удаления лопасти. [c.199]

На теплообменной поверхности аппарата находится практически необновляемый слой жидкости толщиной б, в котором равномерно рассеивается энергия М, затрачиваемая на перемешивание жидкости. Набегающие вместе с лопастями ротора жидкостные валики скользят и катятся по поверхности слоя толщиной б. При этом, если тепловой поток на стенке равен Q, то от слоя толщиной б к жидкостным валикам передается теплота в количестве Q N (+iV — при нагревании —М — при охлаждении жидкости в аппарате). [c.200]

Коэффициент теплоотдачи от поверхности слоя к жидкостным валикам [c.201]

Здесь пл — температура жидкости на условной границе раздела слоя и жидкостного валика Т — средняя температура жидкостного валика — площадь поверхности контакта [c.201]

Для нахождения расчетной зависимости для коэффициента теплоотдачи от необновляемого слоя к жидкостным валикам можно воспользоваться уравнением пенетрационной теории, которое по форме совпадает с уравнением массообмена (см. п. 6) и имеет вид [c.202]

С учетом того, что жидкостные валики катятся по слою с проскальзыванием ( от < можно принять [c.202]

Ранее отмечалось, что РПР целесообразно применять в тех случаях, когда сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе. Образование жидкостных валиков, в поперечном сечении которых имеет место циркуляционное течение жидкости, существенно интенсифицирует процесс массообмена в жидкой фазе. Это связано прежде всего с частым обновлением межфазной поверхности. Поэтому для оценки коэффициента массоотдачи в жидкой фазе можно использовать пенетрационную модель. [c.205]

Формула для /дф, а следовательно, и (Х.75) предполагает, что пленка жидкости не совершает вращательного движения, а в контакте с газовой фазой находится только ее гладкий поверхностный слой. В действительности же процесс массообмена осуществляется не только за счет молекулярной диффузии, но и путем конвективного переноса массы в турбулизованном следе за лопастью и к поверхности жидкостных валиков. Размеры жидкостного валика в значительной мере [см. уравнения (Х.22) и (Х.24)] определяются расходом жидкости или средней плотностью орошения аппарата. [c.205]

Предложенная для аппарата с размазывающим ротором модель течения учитывает образование на лопасти жидкостного валика , имеющего в сечении форму треугольника. При этом предполагалось, что движение жидкой пленки в зазоре между двумя лопастями происходит без перемешивания как в нормальном, так [c.34]

Значительная программа исследований по определению закономерностей изменения б в аппаратах с размазывающим ротором выполнена в работах [97—99]. Для определения средней толщины пленки авторами указанных работ была применена методика с добавлением красителя в поток жидкости, поступающей в аппарат. Это позволило по кривым выхода определить среднее время пребывания жидкости в аппарате и далее вычислить задержку и среднюю толщину пленки. Преобразованием соотношения Буссинеска для течения жидкости в открытых каналах была получена формула расчета гидравлического диаметра жидкостного валика [c.36]

Среднюю толщину пленки в аппаратах с лопастным ротором, образующим зазор со стенкой корпуса, можно рассчитать по методу, предложенному И. В. Доманским, А. Ф. Авдонькиным и В. И. Соколовым в работе [103]. Суть метода сводится к тому, что толщину пленки 8х представляют в виде суммы двух величин — толщины пленки в спокойных зонах бхг = 0,75Д и суммарной площади сечения жидкостных валиков , образующихся на вращающихся лопастях, деленной на смоченный периметр аппарата 2пЯ. Авторам удалось разработать математическую модель, позволяющую рассчитывать площади сечения жидкостных валиков . Результирующее уравнение имеет вид [c.38]

Уравнения (1.28) и (1.29) имеют существенный недостаток поскольку все исследования были проведены на аппарате одного диаметра, представляется необоснованным то, что в качестве линейного размера при вычислении критерия Nu авторы применяли именно диаметр аппарата. Это, очевидно, понимали и сами авторы, так как в последующей работе был предложен новый подход к определению характерного линейного размера для Nu [135]. Он заключался в использовании гидравлического диаметра жидкостного валика , который рассчитывали по уравнению (1.4). Проведя новую серию опытов по испарению водно-глицериновых смесей и обработав полученные данные с помощью ЭВМ, которая определяла константы а, Ь и с в уравнении [c.47]

Для увеличения времени пребывания жидкости в вертикальных роторных аппаратах используется установка подпорного кольца [18]. Подпорное кольцо имеет плоскую или конусообразную форму и устанавливается под нижним торцом лопастей ротора. Жидкостной валик на подпорном кольце принимает в вертикальном сечении форму параболоида вращения. Одновременно с увеличением времени пребывания увеличивается степень продольного перемешивания жидкости таким образом, подпорное кольцо приближает режим движения жидкости к режиму идеального смешения. Продолжительность пребывания возрастает с увеличением ширины кольца и частоты вращения ротора и может быть увеличена в 10 раз. Использование подпорного кольца целесообразно при большой степени отгонки для улучшения смачивания стенок в нижней части аппарата. [c.238]

Перед каждой лопастью в роторном аппарате образуется жидкостной валик. Мощность, затрачиваемая на перемешивание, расходуется на создание касательного усилия, возникающего в зазоре между кромкой лопасти и стенкой аппарата, и на преодоление давления, оказываемого жидкостным валиком на лопасть. Толщина лопасти обычно невелика следовательно, мало и касательное напряжение в зазоре между лопастью и стенкой. Таким образом, практически вся мощность расходуется на перемещение жидкостных валиков. [c.243]

Высота жидкостного валика определяется по эмпирическому уравнению [c.243]

Противодействует поджиму сила гидростатического давления жидкостного валика, направленная по нормали к поверх-вО 100 120 140 ности лопасти. При увеличении частоты вращения ротора центробежная сила увеличивается, а зазор между лопастями и стенкой уменьшается. Для исключения износа лопасти зазор должен быть больше нуля. При увеличении толщины лопастей возрастает центробежная сила. Наименьшая металлоемкость лопасти достигается при угле атаки 45°, [c.244]

Уравнение (6.52) получено из равенства центробежной силы, действующей на лопасть, и силы гидростатического давления жидкостных валиков, действующей также на лопасть силы трения лопасти о жидкость не учитываются. Из этого уравнения следует, что потребляемая мощность не зависит от физических свойств и расхода жидкости. Такое явление может иметь место, однако увеличение вязкости и расхода жидкости должно привести к изменению формы валика и к увеличению величины зазора между лопастью и стенкой аппарата. Таким образом, физические свойства и расход жидкости не влияют на потребляемую мощность, но влияют на теплообмен. [c.244]

Регулирование времени пребывания возможно также с помощью накладок, укрепляемых на лопастях ротора. Накладки могут иметь различную форму. Наиболее предпочтительны накладки с углом при вершине а — 30 45°. Высота накладок должна соответствовать высоте жидкостного валика. Максимальная высота накладок равна высоте (ширине) лопастей ротора. Накладки укрепляются на стороне лопасти, направленной в сторону вращения, и выполняют следующие роли предотвращают затекание жидкости в торцовую часть ротора в месте подачи раствора, служат для увеличения времени пребывания жидкости в аппарате, создают зону слива у выходного патрубка. [c.261]

Кроме того, для регулирования времени пребывания можно использовать ротор с винтовыми лопастями. Винтовая лопасть оказывает на жидкость воздействие, направленное по оси аппарата. Если направление этого воздействия совпадает с направлением движения жидкости к выходному патрубку, время пребывания жидкости уменьшается. Если направление воздействия винтовой лопасти противоположно направлению движения жидкости, время пребывания жидкости в аппарате возрастает с одновременным увеличением площади сечения жидкостных валиков. Лопасти ротора могут иметь изгиб по винтовой поверхности на всей длине ротора или только на определенном участке. Изгиб участка лопасти около выходного патрубка с осевым усилием, вызывающим торможение жидкости, позволяет удерживать жидкость от входа в сепарационную зону. [c.261]

Для уменьшения продольного перемешивания в горизонтальных аппаратах используются лопасти с отгибами. При отгибе элемента лопасти в ней появляются окно и перегородка. Перегородки позволяют разделить жидкостной валик, возникающий перед лопастью, на отдельные части. [c.262]

При подаче жидкости в аппарат она распределяется в виде пленки по стенке аппарата и в виде жидкостных валиков, которые перемещаются лопастями. В цилиндрическом аппарате пленка жидкости не перемещается, а жидкость, находящаяся в валиках, благодаря возникновению градиента толщины валика перемещается вдоль лопасти. Так как перегородки на лопасти ограничивают переток валиков в сторону подачи жидкости, а окна, наоборот, создают возможность для перетока валиков, возникает движение жидкости в валиках, направленное вдоль аппарата в одну сторону. В результате этого режим движения жидкости приближается к режиму идеального вытеснения. [c.262]

Частота вращения жидкостных валиков равна частоте вращения ротора. Частота же вращения жидкости в пленке при линейном профиле скоростей в пленке будет равна половине частоты вращения ротора, поэтому окончательно условие работы горизонтального роторного аппарата примет вид [c.262]

Если жидкость движется от большого диаметра к малому, возникает градиент толщины пленки, имеющий противоположное направление градиенту толщины, вызванному центробежными силами. Наложение этих двух градиентов приводит к выравниванию толщины пленки по длине аппарата. По этой причине движение жидкости в конических горизонтальных аппаратах осуществляется от большого диаметра к малому. Рассмотренные закономерности больше относятся к жидкостным валикам, которые вращаются вместе с ротором. Пленка жидкости на стенке аппарата имеет вращательную скорость, несколько меньшую окружной скорости вращения ротора. [c.263]

В действительности в роторном аппарате пленка жидкости только частично вовлекается ротором во вращательное движение. Кроме этого, если величина зазора между кромкой лопасти ротора и стенкой аппарата является постоянной, то толщина пленки, возникающей на стенке ротора после прохождения лопасти, также является величиной постоянной, не меняющейся по длине ротора. В этом случае для цилиндрического ротора пленка будет неподвижной, а перемещение жидкости вдоль оси аппарата будет иметь место только в жидкостных валиках. [c.265]

Жидкостной валик ограничен стенкой аппарата, поверхностью лопасти и свободной поверхностью. Свободная поверхность валика из-за циркуляции жидкости в валике имеет в сечении округлую форму (четверть круга), поэтому в сечении валик по форме ближе к четырехугольнику, чем к треугольнику. [c.265]

Рис. 6.29. Жидкостной валик прямоугольного течения.

Если в вертикальном аппарате плотность орошения характеризует гидродинамику движения жидкости вдоль поверхности теплообмена, то для горизонтального аппарата периодического действия при отсутствии движения жидкости вдоль аппарата нет смысла говорить о гидродинамике движения жидкости, т. е. о жидкостном критерии Рейнольдса. Поскольку увеличение коэффициента теплоотдачи при росте загрузки аппарата имеет место, действительной причиной влияния Ке в роторных аппаратах любого типа может быть циркуляционное движение жидкости в жидкостных валиках, образующихся перед лопатками ротора. [c.267]

Для описания закономерностей течения турбулизованного жидкостного валика воспользуемся полуэмпирической теорией турбулентного переноса, допустив существование универсального поля скоростей в самом валике [см. уравнение (11.19)]. [c.189]

В аппарате с жестким ротором величина А — известный конструктивный параметр. В аппарате с маятниковыми и щарнирными лопастями зазор А самоуста-навливается и определяется условием равенства моментов от силы гидродинамического воздействия жидкостного валика на лопасть и от центробежной силы массы лопасти относительно оси щарнира. При вычислении зазора в аппарате с шарнирными лопастями величину А следует принять меньшей из рассчитанных по формулам [c.551]

Передача теплоты в пленке осуществляется теплопроводностью. В жидкостных валиках за счет циркуляционных токов интенсивность теплопереноса высокая, и температура жидкости в валике принимается постоянной для данного сечения аппарата. В пленке сохраняется вязкое течение, и это позволяет допустить, что большая часть энергии перемешивания диссипируется именно в пленке. Диссипация энергии является внутренним источником теплоты для пленки. Уравнение теплопроводности в пленке с внутренним источником теплоты [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология