Течение жидких пленок. Механизм процесса.
Движение
жидкости и газа характеризуется
скоростями частиц в различных точках
потока, а также давления в этих точках.
Исследование механизмов вязкой жидкости
показано, что имеет место в следующих
режимах: ломинарных
Течение пленок жидкости. При приготовлении многих технологических процессов требуется создать тесный контакт между жидкостями и газом (паром). Для этого применяют разные приемы с целью образования полной поверхности взаимодействия. И их можно объединить в 2:
Течение жидких пленок по вертикальной наклонной поверхности.
Пленка стекает на встречу и соприкасается с неподвижным газом.
Пленка движется на встречу с газом и соприкасается с ним.
Жидкость поднимается в виде пленки прямотока с газом.
(Рисунок)
Установлено, что ламинарное движение пленки в чистом виде имеет место только при числе Рейнольдса
В
этом случае жидкость стекает прозрачным
слоем. При увеличении числа
изменяется характер движения. Появляется
валовое движение. При дальнейшем
увеличении числа
наблюдается турбулентный режим .
Течение жидкости через насадку. При противоточном движении жидкости и газа в насадочных колонках наблюдается 4 режима движения, возникающих в зависимости от количества орошающей жидкости, проходящей через единицу площади. Пленочная или ломинарная – это малая площадь орошения и небольшая скорость газа. Промежуточно возникает при увеличении орошения и скорости газа при переходе к турбулентному режиму. Турбулентный режим:
Движение жидкости сохраняет струйно-пленочный характер. Однако при значительных скоростях газа происходит подвис. жидкости насадки, что препятствует стоку жидкости. Эмульгационный режим:
При этом фаза непрерывна. Иверсирует (переход из одной фазы в другую) происхождение перемешивания фаз, и в некоторый момент времени жидкость перестает перемещаться вниз и устанавливается током газа вверх (захлебывание).
Устройства для распыления жидкости.
Распыление жидкости – это диспергирование жидкости в газовой среде. Применяют для этой цели аппараты, которые разбиты на 2 группы:
Распыления:
С помощью форсунки
Форсунка – устройство с одним или несколькими отверстиями для распыления жидкости, поступающей в него под давлением.
Механические: Механические распылители ( форсунки) делятся на струйные, вихревые ( центробежные) и ротационные. Для распыливания в струйных распылителях используется исключительно перепад давлений жидкого топлива на форсунке, а в центробежных, применяемых преимущественно в котельных средней и большой мощности, кроме того, центробежный эффект, получаемый в вихревой камере при тангенциальном подводе топлива или при использовании винтового завихрителя. В ротационных форсунках, распыливающие устройства вращаются, и динамическим воздействием потока достигается тонкое распыливание воздуха. В комбинированных распылителях для распыливания используются пар или воздух при одновременном невысоком перепаде давления топлива на форсунке.
К механическим распылителям относятся струйные и центробежные форсунки, вращающиеся барабаны или диски и ультразвуковые распылители, к пневматическим распылителям - различного рода газовые и паровые форсунки.
пневматические: газовые и паровые форсунки.
Диски.
Барботаж. Механизм процесса. Брызгоунос. Барботаж (барботирование) — это процесс пропускания газа или пара через слой жидкости. Газ продавливается через слой жидкости с помощью труб с мелкими отверстиями, называемых барботерами, ситчатых или колпачковых тарелок абсорберов и ректификационных колонн. При барботировании создаётся большая межфазная поверхность на границе «жидкость-газ», что способствует интенсификации тепло- и массообменных процессов, а также более полному химическому взаимодействию газов с жидкостями.
(Рис)
При барботаже определяют 2 основных вида работы: пузырьковый и струйный. При малых скоростях пара при прохождении пара в жидкости возникает пузырьковый режим барботажа, характеризующийся тем, что сквозь щели колпачков выходят отдельные пузыри пара. При увеличении скорости отдельные пузыри сливаются и образуют струи. Эти струи, вытекая в среду, обладающую значительно большей плотностью, распадаются на пу ыри. Участок сплошной струи получил наименование факела, а этот режим барботажа назван струйным. Скорость течения пара, при которой пузырьковый режим барботажа переходит в струйный, носит название критического. При интенсивном режиме барботажа наблюдаются следущие зоны:
барботирование
образование пены
брызгоунос- Брызгоунос складывается из двух составляющих. Одна образована мелкими каплями, скорость витания которых меньше скорости газа. Вторая ( обычно основная) составляющая уноса - это крупные капли, получившие значительную кинетическую энергию при их образовании. Величина брызгоуноса зависит от вида контактного устройства, скорости движения фаз, физико-химических свойств газа ( пара) и жидкости и других факторов и определяется по эмпирическим уравнениям.