Гидродин. 2-х фазных потоков в насадке.

В обычных насадочных колоннах поддерживается режим эмульгирования, возникают в результате накопления ж-ти в свободном объеме. Присоединив манометр можно получить разные режимы

Если насадка орошается ж-ью то ее сопротив- увел-тся. Хар-кой кол-ва жид-ти явл-ся плотность орошения - , м³/м²*час- расход жидкости на единицу сечения колонн.

уч-к ОА- При малых скоростях газа сущ-ет пленочный режим жидкость и газ текут независимо сами по себе. Он заканчивается точкой торможения А.

уч-к АВ -промежуточный режим, увел-тся скорость газа, т.е. повышается интенсивность процесса, заканчивается в точке подвисания В.

уч-к ВС - турбулентный режим газ плавно взаимодействует с жидк-тью, в насадке возникают завихрения, брызги, поверхность контакта фаз увел-тся. Он заканчивается точкой В –инверсии(смена).

уч-к С D -Это режим эмульгирования: До т. инверсии спл. фаза-газ, после т. инверсии ж-ть начинает накапливаться в насадке, происходит инверсия фаз, сплошной фазой становится ж-ть, газ в виде мелких пузырьков проходит через ж-ть, т.е. газ становится дисперсной фазой. Поверхность контакта фаз резко возрастает. Заканчивается режим т. D – точкой захлебывания. Выше т. захлебывания колонны не работают.

есть спец. эмульгационные колонны, кот. работают в режиме эмульгирования, для этого нужно:1)W<Wинв 2)искусственное затопление насадки.

Насадочные колонны работают в режиме турбулизации при скоростях W=0,85Wинв - оптим. режим.

Гидродинамика псевдоожиженного слоя.

 криваяидеального псевдоожижения, справедлива для монодисперсных ч-ц

(1)-фильтрация газа ч/з неподвижный слой W пс -скорость псевдоожижения, 1-ая критич. скорость, (2)- состояние псевдоожижения, газ в этом случае приобретает свойства ж-ти (текучесть, гориз. верхн. поверхность принимает форму аппарата). При этом ∆P остается постоянной растет W-фиктивная скорость, с ростом W слой расширяется, порозность возрастает, действит. скорость остается постоянной. Р_А  и Р_С постоянны. в А   в С =1, при < <1

W ун -скорость уноса, 2-ая критическая, нач-ся пневмотранспорт

(3) сопротив.начинает падать, падает до скорости пустого аппарата,зона уноса.В реальности кривая немного другая-имеется пик Р, это связано с тем, что преодолены силы сцепления м/у лежащими частицами.

Для полидисперсного слоя обл. сущ-ния псевдоожиж. слоя нах-ся в пределах Wпс<W<Wун Существует понятие числа псевдоожижения ; =2-15

Система газ-вода

Барботаж-пробулькивание-пропускание газа ч/з ж-ть с целью проведения какого-либо процесса (пр. абсорбция).

1)Пропускание газа ч/з одиночное отверстие

в момент отрыва пузырька подъемная сила преобладает. Пузырек преодолевает силу поверхностного натяжения. Для пузырька подъемная, архимедова сила равна силе поверхностного натяжения ;   d-диаметр пузырька d₀-диаметр отверстия. Отсюда видно что диаметр пузырька от расхода газа не зависит, от расхода зваисит только количество пузырьков. Скорость всплывания пузырька 0,2-0,5 м/с. В пром-сти исполь-ют не одиночный, а массовый барботаж.

2) массовый

Сущест. множество отверстий. пузырьки взаимодействуют друг с другом, образов.пену.

Гидродинамика барботажной тарелки Существуют различные режимы массового барботажа и соответственно различные структуры барботажного слоя.

1) Барботаж при небольших скоростях газа. Здесь различают три зоны:

§ Зона светлой ж-ти(ч/з жид-ть видно прохождение газа)

§ Зона пены (ж-ть сбивается в пену, пена малоподвижна)

§ Зона брызг.

В слое светлой жид-и происходит пробулькивание пузырьков. Наверху сущ-ет слой пены, кот. сущ-ет за счет того что энергия газа превращает ж-ть в пену постепенно разруш.

2) Пенный режим.

§ Слой светлой жи-ти исчезает,

§ вся жи-ть превращается в пену, пена явл-ся подвижной (циркулирует). Поверхность контакта возрастает.

§ Слой брызг увел-ется Wг=0,5-1,5 м/с

3) Инжекционный (струйный)

§ 1 зоны нет

§ При больших скоростях газа пена начинает разрушаться, возникают отдельные струи

§  слой брызг заметно возрастает, возрастает унос ж-ти с тарелкипоэтому придется ставить сепаратор

Гидродинамика барботажной тарелки:.∆P=∆P1+∆P2+∆P3

 -сопротивление сухой тарелки,

-коэффициент сопротивления тарелки, зависит от конструкции, Wотв-скорость в отверстии.

-сопротивление газожидкостного слоя трудно определяется ∆P и высота слоя светлой жид-ти.

Методы расчета ∆P2 сущ-ют в спец. лит-ре

-сопротивление сил поверхностного натяжения. d₀-диаметр отверстия