Строительные исследования
страница - 0
D
к-И
Блазнов А.Н., Денисов Ю.Н., Куничан В.А. (info@bti.secna.ru), Чащилов Д.В.
Бийский технологический институт (филиал) Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова
Для очистки газовых выбросов от вредных примесей на химических, пищевых и фармацевтических предприятиях перспективно применять абсорберы на основе струйных аппаратов, которые совмещают функции гидроструйного насоса и массообменно-го аппарата [1-3]. Наибольший интерес для исследований с целью применения в абсорбционных установках представляют жидкостно-газовые струйные аппараты с удлиненной камерой смешения, длина которой достигает не менее тридцати-тридцати пяти диаметров камеры (рис.1). Эти аппараты обладают простой конструкцией и показали высокую эффективность на примерах успешного использования в качестве абсорберов [1, 2]. Для таких аппаратов разработаны методики гидродинамического расчета [3, 4]. При их массообменном расчете необходимо определение величины межфазной поверхности и коэффициента массоотдачи.
С целью определения параметров, влияющих на величину межфазной поверхности, для струйного жидкостно-газового аппарата были проведены аналитические и экспериментальные исследования, изложенные в работе [5]. При исследованиях камера смешения была условно разделена на две области, различающиеся характером течения и взаимодействия потоков рабочей жидкости и подсасываемого га-Рис. 1. Схема движения потоков в струйном аппарате с уд- за (рис. 1). На начальном участке камеры смешения
линенной камерой смешения: находится зона смешения длиной L около пяти диа-I - зона смешения; II - зона
развитого течения.метров D, которая характеризуется повышенной
II
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПУЗЫРЬКОВ ПО РАЗМЕРАМ В ЖИДКОСТНО-ГАЗОВЫХ СТРУЙНЫХ АППАРАТАХ С УДЛИНЕННОЙ КАМЕРОЙ СМЕШЕНИЯ
dmn = --
(1)
где nt - число частиц, попавших в заданный интервал;
d4i - значение диаметра частицы дисперсной фазы (капли или пузырька), соответствующее середине интервала, м; m , n - показатели, целые числа от 0 до 4.
Наиболее часто используется средний объемно-поверхностный, или саутеровский диаметр. Эта величина связана с удельной межфазной поверхностью a соотношением [6]:
6
a
где <р - объемное газосодержание;
2 3
a - удельная межфазная поверхность, м /м .
Для определения среднего объемно-поверхностного диаметра пузырьков газа, которые образуются в начале удлиненной камеры смешения струйного аппарата в зоне смешения предложено выражение [5]:
турбулентностью. На расстоянии, большем пяти диаметров от среза сопла диаметром d интенсивность перемешивания потоков ослабевает, и смешанный поток переходит в зону развитого течения с более равномерным движением двухфазного потока. В зоне смешения преимущественно наблюдается диспергирование пузырьков газа под действием пульсаций скорости в турбулентном потоке, а в зоне развитого течения - их коа-лесценция также под действием турбулентных пульсаций.
Двухфазный поток в камере смешения струйного аппарата представляет собой газожидкостную эмульсию, которая состоит из сплошной жидкой фазы и распределенной в ней в виде отдельных пузырьков газовой фазы. Для характеристики газожидкостных эмульсий обычно используют объемное газосодержание и дисперсный состав, либо некоторые осредненные параметры, определяющие размер частиц [6]. В литературе в качестве таких параметров используют средний арифметический d10 , средний
поверхностный d20, средний объемный d30 [7] и средний объемно-поверхностный диаметр d 32 [6]. В общем виде уравнение для определения всех этих величин можно записать следующим образом [7]:
Электронный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» 1 5 3 http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/014.pdf
*У5
йЪ2 = 1,05-- (1 + 9р),(3)
p/5s/5
где G - поверхностное натяжение, Н/м;
р - плотность сплошной фазы, кг/м ;
s - скорость диссипации энергии в зоне смешения, Вт/м .
Известно, что размеры пузырьков в эмульсиях не одинаковы, и могут быть описаны определенными законами математической статистики. Многие исследователи приводят различные выражения для определения функции плотности распределения частиц по размерам. Наиболее распространены законы нормального, логарифмически нормального распределения и их модификации [8-13]. Функция плотности нормального распределения определяется по формуле:
f(d4 ) = exp%,(4)
Ы2жстЧ2оЧ
где d4 - средний диаметр частиц дисперсной фазы, м;
аЧ - среднеквадратическое отклонение диаметров частиц дисперсной фазы от среднего значения, м.
Вид функции, которая наиболее точно описывает закон распределения, определяется двумя параметрами: средним диаметром частиц и среднеквадратическим отклонением. В зависимости от выбора этих параметров могут использоваться различные законы распределения. Например, в работах [8-12] в качестве d4 используется средний арифметический диаметр d10 , при этом оценивается количественная доля частиц дисперсной фазы, попадающей в определенный интервал размеров.
Для расчетов скорости массообменных процессов интерес представляет определение вероятности пребывания общей массы эмульсии в заданном интервале размеров частиц, что позволяет определять объемную долю дисперсной фазы, находящуюся в данном интервале размеров. В этом случае вероятность при обработке экспериментальных данных определяется по формуле:
F(d4) =,(5)
Плотность распределения вероятности может быть выражена как весовая функция:
nd3
/(dч ) = Ad vЧ d3 .(6)
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3]