Газожидкостные течения в элементах насосов

Подробности

Категория: Гидравлика

Документальные учебные фильмы. Серия «Физика».

Газожидкостные течения на контактных устройствах, в слое насадки или в орошаемых струях имеют принципиально различные структуры; более того, структуры газожидкостных потоков даже визуально различаются для одного вида течения при разных нагрузках по газу и жидкости. Поэтому в гидродинамике газожидкостных течений основным объектом изучения в первую очередь является гидродинамическая структура потока.

Характеристиками являются средние диаметры пузырей и капель, удельное газосодержание, удельные поверхности пузырей и капель и задержка фаз. Интегральные характеристики газожидкостных течений — профили скоростей каждой фазы в сечении потока или функции распределения времени пребывания частиц в потоке, высота барботажного или дисперсного слоев, общее гидравлическое сопротивление слоя и, наконец, предельные нагрузки, характеризующие смену режимов течения и структуру потоков.

Газожидкостные течения на контактных устройствах, в слое насадки или в орошаемых струях имеют принципиально различные структуры; более того, структуры газожидкостных потоков даже визуально различаются для одного вида течения при разных нагрузках по газу и жидкости. Поэтому в гидродинамике газожидкостных течений основным объектом изучения в первую очередь является гидродинамическая структура потока.

Изучение большинства гидродинамических характеристик газожидкостных течений в массообменных аппаратах в настоящее время осуществляется еще в основном эмпирическими методами, в лучшем случае — с использованием теории подобия и анализа размерностей. Сложность теоретического рассмотрения проблем гидродинамики двухфазных систем объясняется тем, что газожидкостные течения в массообменных аппаратах, представляющие практический интерес, чаще всего являются турбулентными или соответствуют переходным режимам течения от ламинарного к турбулентному. В то же время известно, что теория турбулентности даже для однофазных потоков пока далека от завершения. Изучение турбулентных газожидкостных течений в массообменных аппаратах осложняется еще и тем, что кроме пульсаций скорости потоков здесь следует рассматривать также пульсации газо-содержания и давления. Тем не менее, развитие идей и методов классической гидродинамики однофазного потока и, в частности, теории пограничного слоя позволило успешно решить ряд задач .диффузионной кинетики, связанных с элементарными актами мас-сопередачи.

Гидродинамическая структура двухфазных потоков изучается на основе статистических методов исследования, использующих функции распределения времени пребывания (РВП) частиц в потоке. Основное содержание этого метода исследования заключается в следующем. Гидродинамический поток, однофазный или двухфазный, рассматривается как статистическая система частиц, обладающих различным спектром времени пребывания. Действительно, экспериментальным путем, можно показать, что любая система при введении в нее на входе метящего нелетучего вещества (трассера) будет давать на выходе кривые изменения концентраций трассера во времени (кривые отклика), являющиеся отображением функций распределения времени пребывания частиц в потоке. Обычно трассер подается в виде мгновенного импульса, ступенчатой или периодической функции.