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

32. Гидродинамика закрученного газожидкостного потока

Полное сопротивление контактной трубы с завихрителем.

Общее сопротивление контактной трубы обычно принято представлять в виде суммы

где — потери давления на трение по длине канала; — потери давления при входе в трубу; — потери давления на выходе из трубы; потери давления на создание крутки газожидкостного потока.

При расчете местных сопротивлений можно применить формулы [95]:

где — коэффициенты местных сопротивлений при входе и выходе потока из трубы, рассчитываемые по уравнениям для гомогенной жидкости.

Рис. 99. Сечение тру бы с ленточным завихрителем

Рис. 100. Границы режимов течения осевого потока в канале с внутренним вращающимся цилиндром — ширина щели; — угловая скорость вращения

Потери давления на создание крутки для ленточного завихрителя могут быть определены из условия вращения [газового потока по закону твердого тела [95]:

где внутренний диаметр трубы; шаг витка ленты (рис. 98); газосодержание потока.

Основную трудность при расчете полного сопротивления контактной трубы вызывает определение потерь на гидравлическое трение. Прежде чем переходить к нахождению зависимостей для расчета , рассмотрим режимы течения фаз в закрученном газожидкостном потоке. При закрутке газожидкостного потока в результате действия центростремительного ускорения происходит разделение потока на пристенный жидкостный слой толщиной 6 и центральное газовое ядро (рис. 99).

Течение жидкостной пленки по внутренней поверхности трубы происходит по спирали с углом подъема винтовой линии

При наложении вращательного движения на осевое [95] в жидкостной пленке при определенных условиях могут возникнуть вторичные токи, воздействие которых на перенос количества движения и теплоты зависит от режима течения жидкости.

По аналогии с осевым потоком при течении жидкости через кольцевой зазор в канале с внутренним вращающимся цилиндром (рис. 100) различают следующие четыре режима течения жидкостной пленки:

1) ламинарное течение (зона когда влияние вторичных токов на явление переноса теплоты в пленке отсутствует;

2) ламинарное течение с макровихрями (зона при этом режиме коэффициент теплоотдачи возрастает в 2—3 раза по сравнению с чисто ламинарным течением;

3) турбулентное течение (зона III) при котором также отсутствует влияние вторичных токов на явления переноса;

4) турбулентное течение с макровихрями (зона наличие макровихрей приводит к возрастанию интенсивности теплоотдачи на 25—35% по сравнению с третьим режимом.

Пленочное закрученное течение жидкости характеризуется критерием Рейнольдса, рассчитанным по плотности орошения и критерием Тейлора:

где радиус трубы.

Если при эксплуатации аппарата

то в соответствии с рис. 100 режим течения жидкости может быть или ламинарным, или турбулентным. Подавлению влияния вторичных токов на тепло-массоперенос в пленке должно способствовать также волнообразование свободной поверхности, т. е. более раннее по сравнению с кольцевым каналом развитие турбулентности.

Условие практически всегда выполняется при применении ленточных завихрителей. Поэтому при рассмотрении сопротивления и теплообмена в трубах с ленточными завихрителями допустимо применение общей теории переноса в незакрученных потоках.

Наложение вторичных токов на газовое ядро движущегося двухфазного потока приводит к увеличению критического числа Рейнольдса, определяющего переход от ламинарного течения с макровихрями к турбулентному течению. Для гомогенного потока в канале с ленточным завихрителем

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление