Участок - гидродинамическая стабилизация
Cтраница 3
Относительно простые модельные представления развиты [86] для противоточного вертикального аппарата, в котором происходит совмещенный процесс сушки капель раствора и их последующее гранулирование. В верхней части колонны расположено монодиспергирующее устройство, по выходе из которого капли раствора падают вниз, навстречу поднимающемуся потоку горячего сушильного агента. Для обеспечения надежной работы аппарата считается необходимым, чтобы расстояние между каплями по вертикали после участка гидродинамической стабилизации оставалось постоянным, так как уменьшение расстояния между каплями может привести к их нежелательному слиянию. Таким образом, скорость падения капли VK на установившемся участке должна быть постоянной и составлять 50 - 60 % от скорости витания во избежание отбрасывания капель восходящим потоком газа на внутреннюю стенку аппарата. [31]
 |
Формирование профиля скоростей при движении жидкости в трубе. [32] |
При движении жидкости в каналах и трубах следует различать участок гидродинамически стабилизированного режима движения и входной участок, называемый также участком гидродинамической стабилизации. В пределах этого участка происходит формирование поля скоростей. Если жидкость поступает в канал с постоянной по сечению скоростью, то в пристенных слоях в пределах постепенно утолщающегося пограничного слоя движение жидкости замедляется. Поскольку расход жидкости остается неизменным, это вызывает увеличение скорости движения жидкости в центральной части. В результате профиль скоростей меняется по длине входного участка ( рис. III. Границей участка гидродинамической стабилизации является сечение, в котором формируется профиль скоростей, не изменяющийся затем по длине. Длину этого участка Lr находят, исходя из того, что в конце его толщина пограничного слоя б равна половине диаметра трубы D. Зависимость толщины пограничного слоя от расстояния от входа была рассмотрена в гл. Из этих уравнений следует, что отношение Lr / D является функцией Re. [33]
В пределах пограничного слоя скорость жидкости изменяется от нулевой скорости на стенке трубы до максимального значения на внешней границе пограничного слоя. Распределение скорости жидкости в различных сечениях круглой цилиндрической трубы показано на рис. 16.8. Во входном сечении ( 1 - /) толщина пограничного слоя равна нулю и скорость одинакова во всех, точках этого сечения. По мере удаления от сечения 1 - 1 ( сечения 2 - 2, 3 - 3) толщина пограничного слоя возрастает и область потока с постоянной по сечению скоростью уменьшается. Граница пограничного слоя показана на рис. 16.8 пунктиром. В сечении 4 - 4 толщина пограничного слоя становится равной радиусу трубы, так что скорость оказывается различной во всех точках сечения, находящихся на неодинаковых расстояниях от оси трубы. Расстояние / нач между сечениями 1 - / и 4 - 4 называют длиной участка гидродинамической стабилизации, так как за сечением 4 - 4 дальнейшее изменение распределения скоростей жидкости прекращается - поток стабилизируется. [34]
Соотношения для межфазного внешнего теплообмена частица-газ-дают возможность сформулировать задачу о нагреве дисперсного материала в потоке газовзвеси. При значительном изменении температуры t газового потока может заметно уменьшаться также его удельный объем, что обусловит уменьшение скорости газа и вдоль направления движения газовзвеси. По существу, система (7.35) описывает прогрев монодисперсных частиц правильной формы в потоке газовзвеси при установившемся движении частиц с постоянной скоростью с той только разницей, что начальное распределение температуры внутри частиц здесь не может быть принято равномерным, поскольку участок установившегося движения газовзвеси следует после разгонного, в конце которого существует сложный профиль температуры в частицах. Это распределение температуры должно быть известно из решения задачи нагрева в конце разгонного участка. Выражение такого начального распределения температур не может быть простым, и поэтому аналитическое решение системы (7.35) с учетом неравномерной начальной температуры монодисперсных частиц на входе в участок гидродинамической стабилизации скорости твердой фазы получить затруднительно. [35]
 |
Формирование профиля скоростей при начальном параболическом профиле скорости. [36] |
Из изложенного следует, что длина входного участка зависит от условий распределения жидкости по обтекаемой ею поверхности, поскольку они определяют значения скорости ( w0) и толщину пленки ( б о) на входе. Предложено и применяется на практике большое число различных конструкций распределительных устройств для аппаратов со стекающей пленкой жидкости. При этом условия на входе отличаются от рассмотренной выше модели пленочного течения, основанной на условии постоянства скорости по сечению пленки. Поэтому расчеты по приведенным выше уравнениям нуждаются в корректировке с учетом специфических особенностей рассматриваемого распределительного устройства. Определение длины входного участка представляет интерес для процессов тепло - или массообмена, проводимых в пленочных аппаратах, поскольку в связи с разной гидродинамической обстановкой на входном участке и на участке установившегося режима движения условия протекания этих процессов различны. Поскольку для обычных жидкостей критерии Прандтля Pr via а - коэффициент температуропроводности) и Шмидта Sc v / D ( D - коэффициент диффузии) значительно больше единицы, то длина участка гидродинамической стабилизации меньше длины участков формирования профилей температур и концентраций. [37]
Страницы: 1 2 3