 |
Система «жидкость – жидкость»
|
|
|
|
Двухфазная система «жидкость – жидкость» может быть реализована в виде:
– несмешивающихся жидких пленок;
– жидкой неоднородной системы – дисперсная фаза в виде отдельных включений распределена в сплошной, дисперсионной среде.
Для проведения технологических тепло- и массообменных процессов первый случай не представляет большого интереса. Рассмотрим второй случай – диспергирование потока жидкости в сплошную среду. Возможны два режима диспергирования при истекании жидкости из сопла – капельный и струйный. Рассмотрим капельный режим. Обозначим параметры дисперсионной среды через индекс «с», дисперсной фазы – «д».
Предположим, что 
, т.е. более тяжелая жидкость диспергируется в более легкую. Такой случай нами уже был рассмотрен (рис. 3.10, а). Силовое соотношение для этого случая имеет вид (3.64). Диаметр капли дисперсной фазы 
определится как:
(3.74)
Аналогичным образом рассчитывается отрывной диаметр капли для случая 
(рис. 3.10, б). Баланс сил по вертикали имеет вид:
(3.75)
Подставив значения всех сил (выражения для них были даны выше), найдем:
(3.76)
В случае очень низких скоростей подачи дисперсной фазы 
уравнение упрощается и принимает вид:
(3.77)
Для случая может быть получена аналогичная формула, только вместо 
необходимо брать в формуле (3.77) 
.
Частота образования капель дисперсной фазы определяется
по формуле (3.67).
Увеличение расхода дисперсной фазы приведет сначала к образованию цепочки капель, а затем – к струеобразованию. Обычно неустойчивая струя дисперсной фазы в дальнейшем распадается на мелкие капли.
Диспергирование одной жидкости в другой при их взаимной нерастворимости можно получить путем механического перемешивания.
|
|
|
Рассмотрим движение капель дисперсной фазы в дисперсионной сплошной среде.
Формулу, полученную при обтекании капли потоком сплошной среды (3.68), можно использовать для описания движения мелких капель дисперсной фазы. Для средних и крупных капель она может быть использована для приближенной оценки гидродинамической ситуации. При этом необходимо иметь в виду, что форма капли при движении в сплошной среде может существенно изменяться (форма капли из сферической переходит в сфероид, тор и т.д.). За счет напряжения трения, возникающего на межфазной поверхности, внутри капли возникают циркуляционные токи, причем по пути движения они могут меняться. Большие капли неустойчивы, поэтому они могут разрушаться на более мелкие.
При массовом движении капель они могут сталкиваться между собой, что может привести к их слиянию в одну, слиянию с последующим дроблением.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте внутреннюю и внешнюю задачи гидродинамики. В чем состоит их различие и сходство?
2. Опишите движение жидкости через неподвижные слои зернистых материалов.
3. Что понимают под эквивалентным диаметром канала в слое зернистого материала и как 
определяют?
4. Как определяют скорость начала псевдоожижения?
5. Как определяют скорость витания зернистого материала? Почему скорости витания и скорости осаждения определяют по одним и тем же формулам?
6. В чем физический смысл модифицированного критерия Рейнольдса?
7. Объясните график зависимости коэффициента гидравлического сопротивления x от модифицированного критерия Рейнольдса 
.
8. Определите скорость осаждения твердых частиц в поле центробежных сил. В чем заключается физический смысл фактора разделения?
9. Чем отличается горизонтальный гидро- и пневмотранспорт
от вертикального?
10. Пневмотранспорт ЗПС. Что это такое?
11. Назовите особенности пленочного течения жидкости под действием гравитационных сил.
|
|
|
12. Что означает плотность орошения? Что характеризует минимальная плотность орошения?
13. Охарактеризуйте особенности поведения жидкой пленки, взаимодействующей с газовым потоком.
14. Поясните явление «захлебывания» промышленных аппаратов.
15. Как осуществляется образование и движение газовых пузырей
и капель?
16. Приведите основные способы диспергирования жидкостей, объясните их особенности.
17. Почему мелкие жидкие капли имеют устойчивую сферическую форму, а большие – деформируются и дробятся?
18. Как определяется частота каплеобразования?
19. Какова роль силы поверхностного натяжения при образовании пузыря, капли?
20. Каково влияние ПАВ на каплеобразование?
21. Объясните, что означает термин «массовый барботаж».
22. Какими особенностями обладает система «жидкость – жидкость»?
23. Как определить газосодержание e и удельную поверхность контакта фаз a пены?
24. Для проведения каких технологических процессов применяют массовый барботаж?
25. Как определяется мощность потока жидкости (газа)?
26. Как влияет сила поверхностного натяжения на гравитационные жидкие пленки и на образование капель и пузырей?
|
|
|
