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

Режим захлебывания аппарата.

Увеличение скорости газа при противоточном движении фаз приводит к росту межфазного касательного напряжения что влечет за собой некоторое увеличение толщины пленки с последующим резким возрастанием сопротивления.

Из аналитического решения, выполненного [66] для случая ламинарного течения пленки без волнообразований на поверхности [см. зависимости (VII. 12) и (VII. 13)], можно найти характер изменения поля скоростей в пленке и толщины ее с ростом (см. рис. 71). Однако нахождение по (VII. 13) условия захлебывания не может дать достаточно точных результатов из-за обязательного появления высоких волн на поверхности пленки и, как следствие этого, более значительного возрастания

В общем случае противоточного движения фаз оценить значение скорости газа при которой происходит захлебывание аппарата со стекающей пленкой, можно из условия равновесия сил, действующих на пленку.

При течении жидкости по внутренней поверхности трубы диаметром условие равновесия сил можно записать в виде

или, с учетом выражения (VI 1.10)

Касательные напряжения можно представить в виде:

Относительную скорость фаз в режиме, близком к захлебыванию, приближенно можно принять равной истинной скорости газа:

С учетом этой зависимости и (VI 1.39), (VI 1.46), (VI 1.47) уравнение (VI 1.45) примет вид

где

Выражение для можно также представить в виде

Анализируя уравнение (VII.48), убеждаемся в том, что существование жидкостной пленки толщиной 6 возможно только при строго определенном соотношении величин (рис. 79). При этом каждому значению скорости газа соответствует только одно значение 6, при котором плотность орошения принимает максимальную величину, т. е. при больших величинах пленочный режим течения жидкости существовать не может. Следовательно, режим захлебывания характеризуется огибающей

(штриховая линия на рис. 79) линий, получаемых из (VI 1.48) при разных значениях

Для нахождения уравнения огибающей линии вычислим производную и приравняем ее нулю. Тогда получим зависимость

и, решив ее совместно с (VII.48), найдем

Численные значения коэффициентов зависящих от приведены на рис. 80. Из рисунка видно, что в области значений зависимости от вырождаются, что позволяет принять постоянными.

Рис. 79. (см. скан) Характер зависимости по уравнению (VII.48) при

Рис. 80. Коэффициенты в уравнениях (VII.49) и (VII.50)

Это допущение дает возможность освободиться от параметра в уравнениях (VII.49) и (VII.50) и установить связь между в виде

В реальной системе приближение режима работы к захлебыванию сопровождается брызгоуносом, т. е. с жидкой пленкой взаимодействует не чистый газ, а газожидкостная смесь с плотностью [см. уравнение (VII.42)]. Кроме того, при изменении скорости газа происходит перестройка профиля скоростей в пленке, что не учитывается уравнением (VI 1.46). Эти обстоятельства не позволяют вычислить точные значения коэффицинтов при критериях в уравнении (VII.51). Сопоставление выражения (VII.51) с уравнением подобного вида [861 и экспериментальной зависимостью, приведенной в [29], позволило уточнить коэффициенты при критериях в уравнении (VI 1.51) и записать его в виде

где

Нередко в технической литературе [27, 29] для описания условий захлебывания применяется расчетное эмпирическое уравнение

Из приведенного на рис. 81 и 82 сопоставления видно, что в широком диапазоне уравнения (VI 1.52) и (VI 1.53) дают близкие значения При расчетах необходимо учитывать, что зависимость (VII.52) справедлива для аппаратов с высотой труб не менее 2 м.

Рис. 81. Зависимость от для турбулентной пленки: 1 — уравнение (VII.52) [861; 2 — уравнение (VII.53) [27]

Рис. 82. Зависимость от для ламинарной пленки:

1 — уравнение (VII.52); 2 — уравнение из [86]

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление