Массообмен в снарядном режиме течения трехфазных (газ-жидкость-твердое) сред

• Автор: Зайцев, Вадим Альбертович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с.

Оглавление
Список основных обозначений
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы процессов
переноса в снарядном режиме двухфазных и трехфазных сред
1.1. Гидродинамика всплывающих пузырей
1.2. Абсорбция при снарядном режиме двухфазных сред
1.3. Воздействие третьей фазы на процессы переноса
1.4. Постановка задачи теоретического и экспериментального исследования
Глава 2. Аналитические и численные результаты исследования гидродинамики и массообмена в
двухфазных (газ-жидкость) средах
2.1. Форма и скорость движения газовых пузырей, всплывающих в неограниченном объеме жидкости
2.2. Снарядное движение в трубах
2.3. Одномерная модель массообмена при
снарядном режиме течения
Глава 3. Экспериментальное исследование гидродинамики и массообмена в трехфазных средах
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Методика измерений
3.3. Результаты исследования гидродинамических характеристик при всплытии снарядного пузыря в трехфазных средах
3.4. Результаты исследования межфазного массообмена при всплытии снарядного пузыря в трехфазных средах
Глава 4. Обобщение экспериментальных данных

Заключение
Литература
Приложения
П.1. Оценка погрешностей измеряемых величин
П.2. Практическое приложение
П.З. Таблицы экспериментальных данных
П.4. Результаты численного решения дифференциального уравнения, определяющего конфигурацию пузырей и их скорость

Список основных обозначений
а — половина ширины канала, м; с - концентрация растворенного газа, кг/м3;
О - коэффициент диффузии, м2/с;
О - диаметр трубы, м;
/- площадь поперечного сечения, м2;
С - площадь боковой поверхности, м2; g - ускорение силы тяжести, м/с2;
I* - характеристический масштаб протяженности, м; р - давление, Па;
Я0 - радиус кривизны пузыря в критической (лобовой) точке, м; Я/ и /С - главные радиусы кривизны поверхности, м;
Я, - радиус трубы, м;
Яэ - радиус эквивалентной сферы, м; г и ©- сферические координаты;
5 - длина дуги, м;
5 - объемный расход твердой фазы, м3/с;
.ут - плотность объемного расхода твердой фазы, м/с;
II - скорость всплытия пузыря, м/с;
V - объем пузыря, м";
¥ - скорость жидкости, м/с; х, у, г - декартовы координаты; а - коэффициент формы пузыря;
Я - местный угол атаки; р - коэффициент массоотдачи, м/с;
8 - толщина пленки, м;
С, - коэффициент гидродинамического сопротивления; ет - объемная доля твердой фазы; р - динамический коэффициент вязкости, Па-с;

Результаты изучения гидродинамики и массопереноса в таких системах обобщены в монографии [1] и обзоре [2].
Их свойства определяются следующими величинами: иг- приведенная скорость газовой фазы; иж- приведенная скорость жидкой фазы; ит- приведенная скорость твердой фазы; рэ- эффективная плотность трехфазной среды; р.,- эффективная вязкость трехфазной среды.
Приведенная скорость каждой фазы рассчитывается как отношение ее объемного расхода к площади сечения колонны. Эффективная плотность трехфазной среды вычисляется по формуле
Рэ=£гРг+£жРж+£тРг’ 0-29)
где £г, сж, £т- объемные доли газовой, жидкой и твердой фаз соответственно; рг, рж, рт- плотности газовой, жидкой и твердой фаз соответственно.
Классификация трехфазных (газ-жидкость-твердое) сред проведена по особенностям гидродинамики потоков и представлена на рис. 1.3.1. Из него видно, что в книге не рассмотрен случай, когда в неподвижной жидкой фазе происходит всплытие пузырей, а твердые частицы оседают вниз. Однако его гидродинамика наиболее близка вариантам 1; 2; 7; 10. Следовательно, и некоторые особенности ее, а также массообмена на границе газ-жидкость у них могут быть похожими. При рассмотрении этих вариантов 2; 7; 10 целесообразно объединить, так как они имеют много общего.
1 вариант.
В данном случае могут быть реализованы «барботажный режим, режим диспергированных пузырей, режим коалесцированных пузырей, снарядный режим и переходный режим» [1]. Карта режимов строится в координатах приведенная скорость жидкости -приведенная скорость газа. Она показана на рис. 1.3.2 и характе-