Cтраница 2
Изложенные гипотезы, естественно, не исчерпывают всех возможных моделей процесса образования пузырей в псевдоожижен-ном слое. Так, в частности, заманчивым представляется энергетический подход к структуре псевдоожиженных систем с использованием энтропийных представлений. [16]
В настоящей статье рассматриваются многочисленные экспериментальные работы, посвященные исследованию процесса образования пузырей и их формы. Данные, полученные при атмосферном давлении, распространяются на более высокие давления. Ниже рассматриваются основные положения, существующие по данному вопросу в литературе. [17]
По условиям из предыдущей задачи основная доля газа адсорбируется твердыми частицами в процессе образования пузыря. [18]
И, наконец, при разработке упрощенных моделей делаются предположения о слабом влиянии тех или иных параметров на процесс образования пузырей и используются различные способы записи сил, действующих на расширяющиеся и движущиеся пузыри. [19]
Исследования различных авторов J6 - IIJ указывают на to, что образование пузырьков может происходить в трех различных условиях: при постоянном расходе газа, если перепад давления настолько велик, что расход газа, поступающего в пузырек, не зависит от изменения давления в пузырьке во время его образования; при постоянном давлении, если под барботажным соплом находится сосуд большого объема, и в общем случае - при переменных расходе и давлении, когда процесс образования пузырей в значительной мере определяется конструкцией барботера и высотой жидкости над срезом барботажного сопла. [20]
Насыщение жидкостей газами применяется в различных аппаратах химической промышленности, например в насыщателях и поглотителях. Во всех случаях насыщению присущи единообразный процесс образования пузырей, одна и та же скорость их подъема и одинаковая форма поверхности. [21]
Исходя из этих соображений Шекли [15] измерял интенсивность массообмена между пузырями и плотной фазой в слое, псевдоожи-женном воздухом, вдувая в слой крупные пузыри, содержащие четыреххлористый углерод, и определяя степень его адсорбции частицами. Результаты позволили сделать вывод о том, что основной перенос массы происходит в процессе образования пузыря, а не в ходе его подъема. Следует, однако, учесть, что время образования пузыря в условиях опыта было значительно больше, чем то, которое характерно для обычных псевдоожиженных систем. Следовательно, для обычных слоев выводы Шекли могут не подтвердиться. [22]
В соответствии с этим периодически изменяется и расход газа сообразно перепаду давления между газовым баллоном и полостью пузыря. Если линия, соединяющая баллон с соплом, обладает большим сопротивлением ( капиллярные трубочки), то в-этом случае колебания давления в процессе образования пузырей никакой роли не играют, а приток газа сохраняется постоянным. Если же давление перед насадком остается постоянным, например в случае камеры давления с диафрагмой сверху, то подвод газа к пузырю меняется соответственно изменению величины давления внутри пузыря. К концу образования пузыря оно сильно снижается, что влечет за собой усиление притока газа. Поскольку длительность периода образования пузыря зависит от движения окружающей его жидкости и от радиальной скорости сужения шейки пузыря, постольку даже при постоянстве длительности процесса поступления газа ( - 0 02 - 0 03 сек) образуются более крупные пузыри, чем при постоянном уровне расхода газа во всем процессе образования пузыря. При среднем расходе газа диафрагма с отверстием дает меньшую частоту образования пузырей, чем капиллярные трубки. Это видно на фиг. Дэвидсона и Шулера [8], полученных на аналогичных установках при подводе газа через капилляры и через диафрагмы с отверстием. [23]
Из рассмотренных выше явлений следует, что на процесс образования пузырей должен оказывать большое влияние и объем пространства перед диафрагмой. Если это пространство сделать очень маленьким, то давление перед диафрагмой в процессе истечения газа в пузырь снизится, благодаря чему в противоположность рассматривавшемуся выше примеру к концу процесса образования пузыря количество подводимого газа уменьшится по сравнению со средним его расходом в процессе образования шейки пузыря. [24]
Многие из концевых эффектов давно стали объектами пристального внимания исследователей. Несмотря на то, что проведены теоретические и экспериментальные исследования для случаев одиночного и массового барботажа, образования и коалесценции капель, до настоящего времени нет единого мнения о вкладе концевых эффектов в процесс переноса вещества. По мнению Кальдербанка процесс образования пузырей не сопровождается аномальным возрастанием скорости мас-сопередачи. [25]
Исследование процесса образования пузырей и капель при истечении жидкостей или газов из отверстий и сопел имеет исключительно важное значение для разработки научно-обоснованных методов расчета колонных аппаратов, в которых межфазная поверхность создается путем диспергирования жидкости или газа. Механизм образования пузырей и капель чрезвычайно сложен и определяется очень большим числом параметров. Параметры, влияющие на процесс образования пузырей, можно подразделить на конструктивные, параметры, связанные со свойствами газов и жидкостей, и режимные параметры. К первому классу относятся диаметр, форма, ориентация и конструкция сопла, а также материал, из которого он изготовлен. Кроме того, чрезвычайно важным конструктивным параметром для образования пузырей, является объем газовой камеры, из которой происходит истечение газа в жидкость. [26]
Раздельное определение концевого эффекта на входе дисперсной фазы в колонну и при выходе из нее представляет собой для малого времени образования частиц сложную, еще не решенную задачу. При малом времени формирования частиц оба концевых эффекта соизмеримы. Струйный режим истечения также относится к этому случаю, поскольку время пребывания элемента жидкости в струе мало. С особыми трудностями приходится сталкиваться при определении концевого эффекта в процессе образования пузырей, что будет обсуждаться ниже. [27]
В соответствии с этим периодически изменяется и расход газа сообразно перепаду давления между газовым баллоном и полостью пузыря. Если линия, соединяющая баллон с соплом, обладает большим сопротивлением ( капиллярные трубочки), то в-этом случае колебания давления в процессе образования пузырей никакой роли не играют, а приток газа сохраняется постоянным. Если же давление перед насадком остается постоянным, например в случае камеры давления с диафрагмой сверху, то подвод газа к пузырю меняется соответственно изменению величины давления внутри пузыря. К концу образования пузыря оно сильно снижается, что влечет за собой усиление притока газа. Поскольку длительность периода образования пузыря зависит от движения окружающей его жидкости и от радиальной скорости сужения шейки пузыря, постольку даже при постоянстве длительности процесса поступления газа ( - 0 02 - 0 03 сек) образуются более крупные пузыри, чем при постоянном уровне расхода газа во всем процессе образования пузыря. При среднем расходе газа диафрагма с отверстием дает меньшую частоту образования пузырей, чем капиллярные трубки. Это видно на фиг. Дэвидсона и Шулера [8], полученных на аналогичных установках при подводе газа через капилляры и через диафрагмы с отверстием. [28]