RATE OF GAS (VAPOR) BUBBLE FLOATING UP DURING THE PROCESS OF BUBBLE AERATION AT DIFFERENT MODES

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Speeds of free emersion of bubbles (the viscous mode of emersion) are investigated, at emersion of bubbles as quasifi rm sphere under Stokes’s law. Emersion speeds at deformations of bubbles from spherical to griboobrazny are considered; at the square law of resistance of emersion of large bubbles, at the slow expiration of gas in the landlocked volume of liquid from an opening. Infl uence of geometry of channels on the speed of emersion of bubbles is analyzed. For processing of experimental data semi-empirical methods of the theory of similarity are used.

Full Text

Турбулентность - основная форма движения жидкости и газообразных сред в технологических аппаратах [1-6]. Для технологических процессов барботажа наибольшее значение имеет исследование пристенной турбулентности, которая порождается отрывом потока и приводит к изменению формы пузырей [7-12]. Наиболее распространенный способ развития межфазной поверхности раздела фаз - барботаж. При барботаже газ (пар) через отверстия в распределительных устройствах переходит в жидкое состояние и диспергируется в ней в виде отдельных пузырей. Такие газожидкостные системы образуются, например, в тарельчатых массообменных аппаратах (абсорберах, ректификационных колоннах и др.). Подъем паровой фазы в жидкости называется барботажем пара через жидкость. Он наблюдается в барабанах паровых котлов, парогенераторах атомных станций, кипящих реакторах, испарителях, выпарных аппаратах, ректификационных колоннах и др. Гидрогазодинамические смеси образуются в процессах барботажа в случае, когда газ проходит через слой непроточной жидкости. При этом скорость всплытия пузыря и возникающее гидродинамическое сопротивление в жидкостях разного рода значительно зависят от режима смачивания и ряда других факторов. При движении пузырей DOI: 10.17673/Vestnik.2016.01.6 35 Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура | 2016 | № 1 (22) А.Л. Лукс, Е.А. Крестин, А.Г. Матвеев, А.В. Шабанова, А.И. Китаев наблюдается их деформация и переход от сферической формы к грибообразной. На этот процесс влияют как скорость всплытия пузыря, так и гидродинамическое сопротивление. При этом наблюдается интенсивное перемешивание и турбулизация пристенного слоя жидкости (рис. 1). Рис. 1. Форма и размер пузырей: 1 - до 1,5 мм; 2 - 1,5 - 5 мм; 3 - 5 - 25 мм; 4 - 50 мм и более Разнообразие форм пузырей, режимов, гидродинамические и геометрические параметры каналов определяют важность создания единой методики расчета процесса барботажа путем исследования всплытия одиночного пузыря, опираясь при этом на надежные экспериментальные результаты и имеющиеся полуэмпирические критериальные зависимости. Такой подход позволит выявить объективную картину всплытия пузыря и режимы работы процессов и аппаратов. Затем перенести эти результаты при определенных условиях на барботаж в технологических процессах аппаратов. При обработке экспериментальных данных используются характерные масштабы и числа подобия: эквивалентный радиус R=(3V/4π)1/3; линейный масштаб капиллярно-гравитационного взаимодействия: 1 2 g ; g

×

About the authors

Aleksandr Leonidovich LOUKS

Samara State University

Author for correspondence.
Email: vestniksgasu@yandex.ru

Evgeny Aleksandrovich KRESTIN

Samara State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Andrey Grigor'evich MATVEEV

Samara State University

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Anna Vsevolodovna SHABANOVA

Samara State University of Architecture and Civil Engineering

Email: vestniksgasu@yandex.ru

Aleksandr Irikovich KITAEV

JSC ”Progress”

Email: vestniksgasu@yandex.ru

References

  1. Гальперин Е.М., Лукс А.Л., Крестин Е.А. Об пределении потерь напора в трубах при гидравлическом расчёте кольцевой водопроводной сети // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2012. №2(6). С. 54-58. doi: 10.17673/Vestnik.2012.02.10.
  2. Лукс А.Л., Крестин Е.А., Шувалов М.В. Анализ влияния волнисто-шероховатой поверхности на гидравлическое сопротивление и теплоотдачу при турбулентных течениях потока жидкостей в промышленных трубах // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. 2013. №1(9). С. 93-113. doi: 10.17673/Vestnik.2013.01.15.
  3. Китаев А.И., Лукс А.Л., Порядин А.В. Тепловые трубы повышенной тепловой проводимости как базовые элементы системы терморегулирования в аэрокосмической технике // Специальный выпуск, подготовленный по материалам международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (Самара, 24-26 июня 2008 г.). Самара, 2009. 98 с.
  4. Крестин Е.А. Задачник по гидравлике с примерами расчетов / СГАСУ. Самара, 2006. 316 с.
  5. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: cправочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
  6. Крестин Е.А. Гидравлика: учебное пособие. Изд. 2-е, переработ. и доп. / СГАСУ. Самара, 2006. 254 с.
  7. Крестин Е.А. Примеры решения задач по гидравлике: учебное пособие / СГАСУ. Самара, 2007. 116 с.
  8. Лукс А.Л., Матвеев А.Г. Исследование высокоэффективных аммиачных тепловых труб энергосберегающих систем терморегулирования крупногабаритных конструкций космического аппарата // Вестник СамГУ. 2007. № 6 (56). С. 401-418.
  9. Будыкина Т.А., Емельянов С.Г. Процессы и аппараты защиты гидросферы. М.: Издательский центр «Академия», 2010. 288 с.
  10. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Розановская И.Н. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. М.: Высш. шк., 2006. 334 с.
  11. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: ООО ТИД Альянс, 2004. 753 с.
  12. Шабанова А.В. Методы контроля окружающей среды в примерах и задачах: учебное пособие / СГАСУ. Самара, 2007.
  13. Герасимов Ю.Л., Шабанова А.В. Рекультивация водоёмов в социально-экономическом развитии территории // Инновационные подходы к обеспечению устойчивого развития социо-эколого-экономических систем: материалы Международной конференции (19-21 мая 2014 г.). Самара-Тольятти, 2014. С. 69-73.
  14. Шабанов В.А., Шабанова А.В. Исследование динамики загрязненности воды Ветлянского водохранилища (2000-2012 гг.) // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. 2012. № 3. С.1737-1740.
  15. Шабанова А.В. Тяжелые металлы в снеговом покрове внутриквартальных рекреационных объектов Самары // Экология и промышленность России. 2014. № 12. С. 40-43.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2016 LOUKS A.L., KRESTIN E.A., MATVEEV A.G., SHABANOVA A.V., KITAEV A.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies