Влияние волн на массообмен в пленках жидкости и методы его интенсификации

• Автор: Растатурин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 142 с. : ил.

1 ЗАДАЧИ ГИДРОДИНАМИКИ И МАССООБМЕНА В ВОЛНИСТЫХ ЖИДКИХ ПЛЕНКАХ
1.1 Гидродинамика тонкой пленки жидкости
1.2 Уравнение массообмена и краевые условия
1.3 Универсальная модель массообмена при Ре > 1 и тонких
диффузионных слоях
1.4 Существующие теоретические подходы
1.5 Обзор экспериментальных работ
2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ЧИСЛЕННЫЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ГИДРОДИНАМИКИ И МАССООБМЕНА
2.1 Численные алгоритмы решения уравнений гидродинамики и
конвекции-диффузии
2.2 Адаптация численного алгоритма
2.3 Выявление основных механизмов массообмена
2.4 Влияние параметров и формы волн на процессы переноса
3 МАССООБМЕН ПРИ ВЫНУЖДЕННЫХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ РЕЖИМАХ ТЕЧЕНИЯ, ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ
3.1 Массообмен при естественных волнах
3.2 Массообмен при режиме вынужденных волн

3.3 Сравнение эффективности массообмена при различных частотах наложенных колебаний
3.4 Оптимальные режимы массообмена
3.5 Получение универсальной зависимости для задачи массообмена
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Обозначения
Размерные величины, где есть возможность спутать, помечаются тильдой.
С — скорость волны,
с — концентрация газа в точке (х,у,1), моль/м3,
(с - сЛ)
с = — нормированная концентрация газа,

со — концентрация на входе рабочего участка, моль/м3, с5 — концентрация на границе раздела фаз, моль/м3,
И — коэффициент диффузии газа в жидкости, м2/с,
.Р(£) — функция времени, моделирующая возмущения расхода на входе, д — ускорение свободного падения, м/с2,
1?д
Са = —т, число Галилея,

h — толщина пленки, м,
1 ^ 1
ha — lim -/-=-/ hdxdt — средняя толщина пленки, м, t-¥оо t J т. J О
1/3

3 u(q)

3 = ~D4
— толщина гладкой безволновой пленки, м,
размерная плотность потока растворимого газа через
границу раздела фаз, моль/с • м2, 1 дс
^ Ре ду
— безразмерная плотность потока растворимого газа через
у=Н
границу раздела фаз,
dx)— полный поток газа через поверхность,
2/=Л

работе С. Уагдиея-Ша и др. [126] проводились эксперименты по растворению углекислого газа в горизонтальной тонкой пленке воды с вынужденными волнами на вращающемся диске. Изучалась зависимость массообмена от частоты и амплитуды волн. Было найдено, что массообмен увеличивается квадратично с увеличением амплитуды волны и не зависит от расхода жидкости. Найден максимум массообмена и амплитуды волн которые достигаются при частоте 4.5-6 Нг. Увеличение массообмена волнами достигает 45 % по сравнению с безволновым течением.