Газовые ядра движение

Одновременно с вовлечением в движение струи воздуха из окружающего пространства происходит молекулярная диффузия газа в воздух и воздуха в газ как в радиальном, так и в осевом направлениях. Внешние границы струи, образованные прямыми ЛИНИЯМ , являются границами проникновения газа внутренняя граница газового ядра является границей проникновения воздуха. Между этими поверхностями, близкими 1С коническим, движется смесь газа и воздуха с концентрацией, снижающейся от 100% до нуля. В пределах этой смеси можно отметить зону, где газовоздушная смесь, обладающая избытком газа, лежит выше верхнего концентрационного предела воспламенения, и зону смеси с содержанием газа менее нижнего предела воспламенения. Между этими зонами смесь способна воспламеняться, состав ее плавно меняется от нижнего до верхнего пределов воспламенения. Особое значение имеет поверхность стехиометриче-ской смеси, 1а которой количество воздуха соответствует теоретически необходимому. [c.131]

При истечении двухфазной смеси из тангенциального соплового ввода 1 (рис. 51) в камере 2 образуется вихревой поток, состоящий из пленки 3 жидкости на стенке камеры и газового ядра 4. Часть 5 жидкости может стекать по торцовой стенке камеры в ее приосевую область. Образование и удержание пленки жидкости на периферии камеры обусловлено сильным полем центробежных сил, под действием которого вводимый в камеру конденсат переносится на ее периферию и осаждается на стенке. Так как в сопловом сечении камеры достигаются максимальные значения тангенциальной составляющей скорости 1Юх потока, то можно предположить, что периферийная пленка жидкости формируется в основном в сечениях камеры, близких к сопловому. И наоборот, в конечных по направлению движения жидкости сечениях камеры возможны разрушение пленки, срыв капель и их перенос в приосевую зону камеры. В газовом ядре (как и при работе вихревой трубы на га- [c.129]

Существует четкая поверхность раздела между фонтаном и кольцевой периферийной зоной положение этой поверхности определяется равновесием действующих на нее сил. Средняя скорость подъема частиц в фонтане па один-два порядка выше скорости их нисходящего движения в периферийной кольцевой зоне. Поднимающиеся в ядре слоя твердые частицы сталкиваются со сползающими в плотной фазе и увлекают их в струю восходящего газового потока. [c.621]

Теория диффузионного пограничного слоя. Эта теория в основном справедлива для случая твердой фиксированной границы раздела фаз. В основе теории лежит гипотеза о постепенном затухании турбулентного движения по мере приближения к твердой границе раздела со стороны жидкой или газовой фазы. Физическая схема турбулентного потока в соответствии с данной моделью показана на рис. 2.14 [141. Ядро потока (область I) характеризуется режимом развитой турбулентности и постоянной концентрацией растворенного вещества. В области II, расположенной [c.153]

Из рис. 3.38 видно, что кривые Q t) тз. Р () смещены по фазе на 180° (это согласуется с физическим смыслом исследуемого явления). Форма кривых Ру (г) и Уз ) обусловлена сложением пульсаций скоростей масс материала зоп ядра и кольца с пульсациями скоростей давления в тех же зонах. В данном случае частоты и амплитуды пульсаций материала и газа существенно отличаются. Это следствие того, что скорость газовой фазы превышает скорость движения материала. Кривые иу ( ) и 2 ( ) также смещены по фазе на 180°, что объясняется противофазным движением материала в слое. [c.262]

Экспериментальные исследования [74] показали, что динамическая скорость, определяемая уравнением (111.20), характеризует перенос количества движения только при < 0,1 м/с, т. е. при малом газосодержании фр. С увеличением фр около поверхности, омываемой газожидкостной смесью, появляется значительное количество мелких газовых пузырей, затрудняющих проникновение турбулентных пульсаций из ядра потока в пристенный слой. Анализ проникновения этих пульсаций при равномерном распределении газовых пузырей сферической формы около твердой стенки показал, что интенсивно омываться возмущенным потоком будет только часть поверхности, площадь которой пропорцио- [c.68]

На практике гораздо чаще, однако, приходится иметь дело не с ламинарными, а турбулентными струями. При турбулентном истечении газа в атмосферу неподвижного воздуха отдельные вихревые массы газа при своем поперечном перемещении попадают за пределы струи, переносят в соприкасающиеся со струей слои неподвижного воздуха свои импульсы и увлекают эти слои воздуха за собой. На место газовых частиц, выброшенных из ядра струи, в нее проникают частицы окружающего воздуха, которые замедляют движение в периферийной части газового потока. В результате между газовой струей и неподвижной сре- [c.11]

Исследована модель течения многокомпонентной газожидкостной системы в вихревой камере с учетом градиента плотности в газовом (паровом) ядре потока по его радиусу. Для зон тангенциального подвода потока и движения жидкости по скручивающейся спирали получено следующее уравнение распределения давления р по радиусу камеры Я [c.61]

Теплоотдача от стенок аппарата и протяженных поверхностей. Газовые пузыри по мере подъема отходят от стенок аппарата и протяженных вертикальных поверхностей [10], поэтому время контакта поверхностей с пузырями очень мало, но при этом и перемешивание частиц около стенок хуже, чем у небольших тел в ядре слоя. Время контакта частиц со стенкой больше, чем с погруженным в слой телом еще и потому, что проходящие вдали пузыри лишь смещают нагретые частицы вдоль стенки, не заменяя их холодными. Обычно у стенок аппарата наблюдается медленное (толчками) опускное движение частиц. [c.109]

В адсорбционных аппаратах с пневматическим перемешиванием вынужденное движение жидкости и поршкообразного активного угля вызывается подводом энергии с потоком воздуха, вводимым в аппарат через распределительное устройство. Физической причиной обмена энергией между пузырьками воздуха и жидкостью является вязкое трение поверхности контакта газовой и жидкой фаз. Пузырьки воздуха, подаваемого через распределительное устройство, всплывают вместе с увлекаемой ими жидкостью, образуя восходящий газо-жидкостный факел, называемый ядром струи. По мере подъема эта струя расширяется вследствие инжектирования жидкости, а также в результате увеличения объема пузырей при их всплывании [50], однако угол расширения струи невелик и составляет около 10—12° [51]. Поэтому непосредственное контактирование воздуха и жидкости происходит в относительно малых областях объема аппарата [51]. По-видимому, это является основной причиной того, что перемешивание газом считается малоинтенсивным процессом, требующим большего расхода энергии, чем при механическом перемешивании [43]. [c.181]

Псевдоожижение в конических и других аппаратах с плавно увеличивающимся снизу вверх поперечным сечением слоя имеет ряд специфических особенностей [99, 101, 104]. В таких аппаратах образуется псевдоожиженное ядро, диаметр которого меньше диаметра аппарата. Псевдоожиженные частицы в ядре движутся преимущественно снизу вверх, что, однако, не исключает и хаотического движения частиц во всех направлениях. Псевдоожиженный материал, перемещаемый вверх газовым (жидкостным) потоком, отбрасывается над свободной поверхностью слоя к его периферии, поэтому после прекращения дутья слой у стенок аппарата всегда оказывается несколько выше, чем по его оси. Вдоль наклонных стенок конического аппарата частицы сползают потоком к вершине конуса, где они снова переходят в псевдоожиженное состояние. Диаметр псевдоожиженного ядра возрастает с увеличением высоты слоя и, если угол в вершине конуса не превышает угла расхождения псевдоожиженной струи ( 20°), ядро занимает практически все сечение слоя [101, 104]. [c.40]

При попытках создания математической модели псевдоожиженных систем особые трудности вызывает математическое описание движения пузырей газа в слое, обмена активным компонентом между газовым пузырем и ядром слоя, кинетики диффузионных процессов в момент возникновения и роста пузыря и т. п. [c.606]

Кольцевой режим течения. Такой режим характеризуется раздельным движением фаз. Газовая фаза движется в ядре потока, а жидкость образует пленку на стенках трубы. Жидкая и газовая фазы могут перемещаться в одном (прямоток) или в противоположных (противоток) направлениях. Кольцевой режим движения наблюдается в испарителях, пленочных абсорберах, выпарных и других аппаратах. В химической технике чаще всего приходится иметь дело с вертикальными потоками. [c.170]

Тот факт, что величина кольцевого зазора не оказывает заметного воздействия на интенсивность массоотдачи в жидкой фазе, казалось бы, свидетельствует о том, что тангенциальное движение жидкая пленка может получать только при первоначальном распределении, а силовое взаимодействие между ней и газовым кольцом вообще не происходит. В то же время это явление можно объяснить постоянством скорости в ядре потока независимо от величины зазора, что следует из анализа профиля тангенциальных скоростей в кольцевом зазоре по данным работы [109]. [c.112]

Используя обычные методы, применяемые в электрогидродинамике (ЭГД), попытаемся выразить электрические свойства двухфазного потока через гидродинамические параметры потока и электрофизические свойства дисперсной и дисперсионной сред. При движении потока частица вследствие турбулентной неоднородности переносится из ядра потока к стенке, ударяется, приобретает электрический заряд и возвращается в ядро потока. Вследствие удара частица теряет энергию, которая восполняется потоком. Происходит, таким образом, непрерывный перенос энергии из потока на стенку. Одной из составляющих этого спектра энергии, теряемой потоком, будет электрическая, обусловливающая появление тока электризации в цепи стенка — земля. Перенос заряда от стенки в ядро потока будет происходить до тех пор, пока не установится электростатическое равновесие, пока ядро потока не будет нести электростатически равновесный заряд — предельный заряд, ограниченный электрической прочностью несущей газовой среды, размерами и свойствами частиц и стенки. Увеличение заряда ядра потока приводит к увеличению концентрации частиц в пристенном слое и изменению гидродинамических параметров потока [2]. [c.13]

При движении капель в потоке в результате теплоотвода из зоны горения температура поверхности и жидкого ядра капель непрерывно повышается. Предполагается, что когда температура капли топлива достигнет температуры кипения жидкости, давление насыщенного пара на поверхности капли делается больше внешнего Давления. При таких условиях скорость диффузии паров топлива в окружающую среду (воздух) достигает очень большой величины. В этом случае скорость испарения капель в газовом потоке [c.95]

Температура внутреннего края пограничного слоя равна температуре ядра струи, и вследствие этого молекулярным переносом можно пренебречь по сравнению с турбулентным. Это означает, что газодинамические характеристики ядра струи должны определяться только начальной турбулизацией струи. В самом деле, уравнение движения в пограничном слое высокотемпературной газовой струи [25], а следовательно, и в пограничном слое холодной струи, распространяющейся в среде высокотемпературного газа, имеет вид [c.94]

При прохонедении через слой прерывистая фаза создает турбулентность. Трение в центре слоя меньше, чем на стенке. Газовые ядра, имеющие тенденцию перемещаться в центральные части колонки, создают быстрое движение частиц в центре слоя с повышением скорости теплопередачи. В то же время образование значительного количества ядер приводит к уменьшению поверхности, находящейся в контакте с непрерывной фазой, и в некоторой степени к уменьшению скорости теплообмена между непрерывной и прерывистой фазами [44]. Под влиянием этих двух факторов могут создаваться наиболее существенные различия при переносе тепла к поверхностям указанных типов. [c.39]

Наличие кривых двух типов на рис. 12 можно объяснить различиями закономерностей движения в кипящетУ слое. В слсе относительно большого диаметра газовые ядра [43] соединяются в ннжней части аинарата и поднимаются вверх главным образом вдоль центральной оси. Восходящее движение частиц в центре сопровождается движением определенной доли их вниз по стенкам. С увеличением отношения высоты слоя к поперечному сечению аппарата достигается такое состояние, когда характер движения частиц изменяется и образуются многочисленные вихри. Изменение картины движения облегчается увеличением размеров частиц. Было найдено [43], что переход от одного вида движения к другому определяется безразмерным параметром (ОрЬ//А), включающим диаметр частиц и отношение высоты слоя к поперечному сечению аппарата. [c.46]

Наконец, в точке О ядра увеличиваются до таких размерен, что их диаметр становится равным диаметру аппарата еш,е до того, как они выйдут из слоя, п, таким образом, создаются газовые пустоты, двпжуш,иеся вслед за небольшими колопкамп твердых частиц. В верхней части слоя частицы ссыпаются по газовым ядрам к стенкам трубки. Каждые несколько секунд через верх сл( я прорываются ядра, но все еще отсутствует направленный поток частиц. Точка, которая соответствует началу поршневых движений, может быть найдена либо по диаграммам, аналогичным диаграмме на рис. 3, либо из исследований по увеличению размеров газовых ядер, проведенных несколькими авторами [15,53, 72], и из физических критериев, характеризующих текучесть порошка [11 24,68]. [c.79]

Опыт эксплуатации регенераторов установок каталитического крекинга с пылевидным катализатором показывает, что газовые ядра образуются почти во всех случаях, хотя размеры их не настолько велики, чтобы возникали поршневые движения даже при работе с крупными частицами. В пробах газа, отобранных из слоя, содержалось меньше кислорода, чем в газе, выходящем из слоя, что позволило сделать заключение о возможности прохождения через слой газовых ядер, богатых кислородом и находящихся в с.чабом контакте с частицами. Кроме того, наблюдались значительные выбросы из слоя на внутренние покрытия аппарата в зоне, расположенной над слоем, где разрушаются газовые ядра, отбрасывающие катализатор на стенки. [c.106]

Это сопротивление можно вычислить по теории Нуссельта [133], если нисходящий поток ламинарный когда поток турбулентный, лучшее согласие с экспериментами достигается при использовании более современных теорий, например теории Даклера [54]. Теплообмен от газового ядра к поверхности жидкости должен учитывать и конвекцию, и массообмен. Это делается с использованием аналогии между конвективным теплообменом, переносом количества движения и переносом массы. Данный метод был предложен Кольборном и Хоугеном в 1930 г. [134—136], и, хотя имеются некоторые трудности, оценки коэфф (Циента теплообмена при конденсации пара из газо-паровых смесей всегда удовлетворительны. Напротив, имеющиеся экспериментальные данные по испарению двухфазной двухкомпонентной смеси в дисперсно-кольцевом потоке весьма скудны. [c.254]

Для больших расходных газосодержаний ( 3 , > 0,9) построена диаграмма структур потоков [5] (рис. 5.9). В этом случае наиболее характерна кольцевая структура, когда основная часть жидкости движется в виде пленки по стенкам трубы, а оставшаяся диспергирована в газовом ядре. С ростом скорости движения газового ядра на обволакивающей стенки канала пленке образуются волны, которые в дальнейшем срываются, распадаются на капли и сносятся газовым потоком. Тем самым происходит реализация пленочно-распыленного режима. Эффективность срыва пленки зависит от поверхностного натяжения жидкой фазы Поэтому при анализе экспериментов исследователи пользуются без-рамерным критерием Уе [c.132]

Большой интерес представляет способ термического хлорирования в присутствии взвешенных веществ, как он был разработай в промышленности Герольдом, Гриммом и Зексауером [8]. Уже упомянутые трудности, связанные с образованием сал и и отложением угля и смолистых продуктов в трубопроводах и в других частях аппаратуры, в этом способе исключаются. Способ заключается в том, что, например, угольные шарики из специального бункера увлекаются потоком поступающего в печь газа и в течение всего процесса находятся в состоянии кипящего движения. Сажа и углистые частички, выделяющиеся в процессе хлорирования, непрерывно измельчаются трущимися друг о друга угольными ядрами и с газовым потоком выносятся из установки. [c.115]

Компонент А после диффундирования через пограничную пленку со стороны газовой фазы поглощается на межфазной поверхности и диффундирует затем в глубь жидкости, причем концентрация его в жидкости уменьшается быстрее, чем при физической диффузии, поскольку он вступает в химическое взаимодействие. Из турбулентной зоны (ядра потока) подводится компонент В, который в зоне реакции диффундирует в направлении, противоположном движению компонента А. Продукт реакции Р диффундирует одновременно с компонентом А в направлении турбулентной зоны жидкости. Изменения концентраций отдельных реагентов в ходе процесса показаны на рис. УП1-11. [c.255]

В двух зонах промежуточной и нристеночной. Однако характер нисходящего движения этих зон резко различен между собой. Причина этого кроется в распределении газа по объему фонтанирующего слоя большая часть газа проходит через зону ядра, меньшая — через промежуточную зону, и для пристеночной зоны характерно практически полное отсутствие газовых струй. Вследствие этого масса ядра значительно меньше массы промежуточной зоны, которая, в свою очередь, меньше массы пристеночной зоны. Скорость частиц ядра более чем на порядок превышает скорость в пристеночной зоне, а в промежуточной зоне она лишь в несколько раз ниже, чем в ядре. Наличие неравномерного поля скоростей способствует интенсивному обмену частиц материала между зонами. [c.255]

Современные теории циклонирования изложены во многих работах [13]. Общая схема процессов представляется в следующем виде. Запыленный газ входит в циклон через патрубок, расположенный тангенциально к цилиндрической пылеосадительной камере и движется спирально вниз по стенке конуса, а затем вверх, в выходную трубу (рис. 1.1). При этом считается, что диаметр восходящего по спирали потока (ядро вихря) примерно равен диаметру выхлопной трубы. На входе в циклон газовый поток в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и выхлопной трубой движется с ускорением. Кинетическая энергия потока диссипиру-ется в процессе обмена количеств движения с обратными потоками, возникающими на фанице застойных зон. [c.9]

Введем условную поверхность раздела, ограничивающую ядро постоянного расхода эжектирующей струи. В кольцевом канале вне этой поверхности, очевидно, G = Ga = onst. Взаимодействие потоков можно в этом случае свести к переносу количества движения через поверхность раздела, а течение эжектируемого газа в первом приближении рассматривать как движение одномерного газового потока, на который оказывают влияние внешние воздействия геометрическое — вследствие изменения площади сечения и механическое — связанное с переносом количества движения из эжектирующего потока. [c.529]

Коагуляция аэрозолей и осаждение аэрозольных частиц. Аэрозоли — неустойчивые дисперсные системы, в которых интенсивное броуновское движение вызывает уменьшение концентрации частиц. Они не имеют факторов стабилизации, характерных для лиозолей. Однако во многих случаях скорость их естественной коагуляции недостаточна, а распределение частиц в пространстве нежелательно. Это в первую очередь относится к отходящим газам промышленного производства. Для очистки газов увеличивают число соударений частиц, применяя звуковые колебания частотой 1—10 кГц. Иногда скорость коагуляции повышают, вводя в систему с газовой дисперсной фазой другой аэрозоль с более крупными частицами. Крупные частицы служат ядрами конденсации, на которых скапливаются мелкие частицы коагулируемого аэрозоля. [c.190]

Аппараты со взвешенным (кипящим, псевдоожи-женным) слоем катализатора применяют взамен аппаратов с фильтрующим слоем. Принцип взвешенного слоя устраняет перечисленные недостатки и позволяет значительно упростить конструкцию контактных аппаратов. В аппаратах со взвешенным слоем применяется обычно мелкозернистый катализатор с диаметром частиц 0,1—2 мм. Взвешенный слой мелких частиц катализатора образуется в газовом (или жидком) потоке реагирующих веществ. Для этого газ пропускают снизу вверх через решетку, на которой находится катализатор, с такой скоростью, чтобы частицы катализатора пришли в движение и весь слой перешел из неподвижного во взвешенное состояние. Во взвешенном слое зерна катализатора передвигаются во всех направлениях, совершая линейное и вихревые движения, в результате ускоряется диффузия реагентов из ядра, потока к частицам катализатора. Внешний вид слоя напоминает кипящую жидкость. Он также пронизан пузырями газа, откуда и произошло название кипящий слой. Взвешенный слой обладает свойством текучести подобно жидкости. По степени перемешивания твердой фазы взвешенный слой в аппаратах малых размеров может приблил<ать-ся к модели полного перемешивания. Температурный режим в каталитических реакторах с кипящим слоем катализатора — изотермический. [c.245]

Турбулентный действительный поток, как уже отмечено, мысленно разлагается на стационарный поток, со скоростью ги), усредненный по времени от истинных значений скоростей потока, и пульсационный поток. Обозначим его скорость по направлению потока через гВ и нормальную к нему скорость через и. Наличие пульсаций обусловливает интенсивный перенос вещества, характеризуемый понятием турбулентной диффузии. Можно провести аналогию между турбулентным течением и хаотическим движением газовых молекул. Тогда длина смешения I будет соответствовать длине свободного пробега молекул, а скорость пульсации — средней скорости газовых молекул. Турбулентная диффузия отличается от ламинарной тем, что эффективный коэффициент диффузии меняется с расстоянием от стенки. Среднее передвил4ение вихря до его распада (длина смешения /) практически постоянно в центре ядра потока, но около стенок становится пропорциональным расстоянию у от стенки. По аналогии с кинетической теорией газов можно написать, что средняя составляющая вихря, нормальная к стенке, равна [c.96]

Газовый поток омывает зерно катализатора и иодводит реагент к его наружной поверхности. В условиях интенсивного движения, присущего гетерогенно-каталитическим процессам, перенос вещества из ядра потока осуществляется в основном конвективно. Молекулярная диффузия не имеет практического значения. Однако вблизи активной поверхности зерна создается ламинарная пленка (пограничный диффузионный слой), в которой перенос вещества происходит путем молекулярной ди( уз1 1. [c.173]

Условия взаимодействия фаз и характер их движения зависят от приведенных расходов. При нисходящем движении жидкости и малых скоростях восходящего потока газа поверхность раздела фаз гладкая и коэффициент трения такой же, как и для гладких труб. С увеличением скорости встречного движения газа на поверхности жидкости возникают волны, с их гребней срываются капли, и за счет этого средняя плотность ядра потока возрастает. При дальнейшем увеличении скорости газа возникает дисперснокольцевой режим и, наконец, происходит захлебывание и обращение движения жидкой фазы — она увлекается газовым потоком вверх. [c.170]

В зоне раздельного движения в результате взаимодействия струй с окружающей газовой средой в плоскостях ху и хг образуются струйные пограничные слои Ьу и Ь . В межструйном пространстве продольная составляющая скорости равна нулю. По мере удаления от сопла пограничные слои расширяются, а ядро потенциального течения в плоскости ху при 2=0 и область двумерного течения, характеризующиеся соответственно постоянством начальных параметров истечения и наличием зоны, где ди1дг=0, уменьшаются, деформируясь в точки соответственно на расстояниях х=хл и х = х - На внутренней границе О—1 пограничного слоя Ьу и=11 о, а на внешней границе О—2 7=0. В плоскости хг внутренняя граница пограничного слоя обозначена линией О—Г, а внешняя — О—2. [c.116]

При построении математической модели последняя должна не только отразглть такие процессы,сопровождающие химическое превращение,как диффузия исходного газобразного вещества из реакционного объема к поверхности взаимодействия, адсорбция веществ на активной поверхности,десорбция продуктов реакции с поверхности и диффузия газообразных продуктов реакции от активной поверхности в объем реакционного пространства. Необходимо также учитывать неоднородность псевдоожиженного слоя,в том числе -влияние на нее форм аппарата,газораспределения и многих других,упомянутых выше факторов,без учета которых задачи точного моделирования оказываются не-выполнишми. При этом особые трудности встречает математическое описание движения пузырей газа в слое,обмена активным компонентом мевду газовым пузырем и ядром слоя,кинетики диффузионных процессов в момент роста пузыря при его возникновении и т.д. [c.282]

При Ых>0,1 м/с на интенсивности действия сил вязкости начинает сказываться неоднородность поля скоростей жидкости, обусловленная нестацпо-нарностью внедрения газа в 0,05 барботажный слой. Скорость жидкости максимальна вблизи оси реактора и равна нулю у его стенки. Градиент профиля скоростей вызывает вращение газовых пузырей, на которые действуют силы, направленные к стенке реактора, а также силы, обусловленные циркуляцией жидкости и направленные в сторону повышенных скоростей, т. е. от стенки к центру. В результате взаимодействия этих эффектов центральная часть барботажного слоя оказывается наиболее насыщенной пузырями. В ней образуется ядро (комплекс пузырей), которое поднимается со значительно большей скоростью, чем одиночные пузыри. Поэтому для расчета газосодержания при >0,1 м/с нельзя пользоваться коэффициентами сопротивления % для движения одиночных пузырей. Величина может быть взята из графика рис. 10.2. [c.201]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология