Главная > Разное > Газожидкостные реакторы
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Свободное течение пленки по поверхности трубы, отклоненной от вертикали.

Отклонение осей труб пленочных аппаратов от вертикали, связанное с неточностями их монтажа, приводит к появлению неравномерности распределения плотности орошения по периметру. При этом, однако, не происходит оголения поверхности труб, если в месте наименее обильного орошения плотность

орошения остается выше некоторого минимального значения стр. 146—147).

При течении пленки по поверхности труб, отклоненных от вертикали на угол у, по мере стекания сначала происходит перераспределение локальных плотностей орошения (рис. 75), затем течение стабилизируется и распределение плотностей орошения по периметру каждой из труб сохраняется постоянным. Связано это с тем, что при турбулентном и волновом режимах течения пленки внутри ее происходит перемешивание жидкости во всех направлениях, в том числе и вдоль периметра труб (по оси Средние значения пульсационных скоростей вдоль осей составляют Перемешивание же вдоль оси приводит к появлению направленного течения со скоростью .

Рис. 74. Зависимость толщины пленки от Яепл (точки нанесены по опытным данным Даклера

Рис. 75. Распределение локальных плотностей орошения по периметру и высоте трубы диаметром отклоненной от вертикали на угол (вода; ):

С учетом этого уравнение движения для установившегося течения несжимаемой жидкости в проекции на ось после сглаживания примет вид

где их -составляющие осредненной локальной скорости, вызванной только силой тяжести (при отсутствии пульсаций скоростей) вдоль осей пульсационные составляющие локальной скорости.

Появление скорости можно объяснить действием пульсационных течений в пленке в направлении оси вызванным непостоянством а следовательно, и их. Величина и длина пути перемешивания I связаны между собой соотношением

В соответствии с моделью турбулентности Прандтля (см. стр. 21) коэффициент турбулентного обмена Кольцевое перемешивание является результатом возникновения косых волн на поверхности пленки. Поэтому приближенно можно принять, что величина их пропорциональна фазовой скорости волн, или, согласно . С учетом этого второе слагаемое левой части уравнения (VII.25) можно преобразовать к виду

где k — экспериментально найденный коэффициент,

При свободном стекании пленки в уравнении Кроме того,

и, так как неравномерность орошения вдоль оси значительно выше, чем по оси можно принять

Проинтегрируем каждое из оставшихся слагаемых уравнения (VI 1.25) по у от до . С учетом зависимости (VI 1.6) и равенства

получим

где

Здесь коэффициент эффективного обмена в кольцевом направлении.

Предположив, что

найдем

Учитывая приближенный характер выводимого дифференциального уравнения, содержащего экспериментально определяемый коэффициент можно принять Тогда уравнение движения для неравномерно распределенной жидкостной пленки примет вид

где переменная, которая характеризует кинетическую энергию стекающей пленки:

При установившемся равномерном течении пленки и уравнение (VI 1.27) упрощается до вида

Интегрирование уравнения (VI 1.29) выполним при начальных условиях: при при где радиус трубы. В предположении, что скорость кольцевых гравитационных токов жидкости подчиняется зависимости

интеграл уравнения (VI 1.29) имеет вид

где

Скорость можно вычислить по уравнению

по зависимостям (VII.19), (VII.20) или (VII.28).

Характер распределения плотности орошения при различных углах отклонения оси трубы от вертикали показан на рис. 76.

Для нахождения численного значения в (VII.31) можно воспользоваться эмпирическими зависимостями, полученными на основе опытных данных [87]:

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление