ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Течение падающей пленки из "Гидромеханические процессы химической технологии" Стокса в условиях установившегося одномерного потока. Этот вывод является классическим. [c.71] Рассмотрим движение изотермического потока вязкой жидкости по вертикальной или наклонной стенке под действием силы тяжести в отсутствие волнообразования на поверхности жидкости. [c.71] Жидкость, стекающая ламинарно по плоской стенке (рис. 3-24), будет находиться в равновесии под действием сил тяжести и внутреннего трения. [c.71] Уравнения (3-87) и (3-88) можно вывести также из уравнения баланса сил, действующих в потоке. [c.72] Распределение скоростей в падающей пленке в условиях ламинарного движения без волнообразования на поверхности потока показано на рис. 3-25. [c.73] Отсюда следует, что толщина стекающей ламинарно пленки жидкости прямо пропорциональна ее вязкости и плотности орошения и обратно пропорциональна плотности жидкости. [c.74] При описании процесса ламинарного движения падающей пленки уравнением вида (3-106) важно определить критическое значение критерия Рейнольдса. По этому вопросу в литературе приводятся несколько отличающиеся данные. Так, по данным Шервуда и Пигфорда [13], а также Гримлея [14], Фридмана [15] и других для вертикальных орошаемых стенок различают три случая I) ламинарное движение жидкости без волнообразования (Кбпл 4-f-25) 2) ламинарное движение с волнообразованием (4 25 Re 1000 -г 2000) 3) турбулентное движение (Rem 1000- 2000). [c.74] Обычно уже небольшие внешние возмущения приводят к переходу ламинарного течения при наличии волнообразования в турбулентное. При этом участок гидродинамической стабилизации потока становится постоянным. [c.76] Однако при пленочном течении по внутренней поверхности труб значение Гыпн сильно зависит от конструкции оросителя [18]. Эти данные представляют значительный интерес, в частности, при определении расхода воды на орошение поверхностных теплообменников, а также во многих массообменных (абсорбция, экстрагирование) и химических процессах. [c.76] Следует отметить, что опытные значения поверхностных (т. е. максимальных) скоростей и толщин падающей пленки иногда значительно отличаются от рассчитанных по уравнениям (3-98), (3-102) либо (3-103), (3-110) или (3-112) для ламинарного течения пленки. Как правило, вычисленные значения бср выше измеренных. Этот факт отмечен многими исследователями [19]. [c.76] Движение двухфазных потоков — жидкости в тонкой пленке и газа (пара) вдоль ее поверхности — исследовалось Семеновым [20], Дерягиным [21], Жаворонковым и Малюсовым с сотрудниками [22], Брауэром [23] и другими учеными [24]. В этом случае на границе между жидкостью и газом возникают силы трения, замедляющие (ири противотоке газа и м идкости) или ускоряющие (при прямотоке) движение пленки п в соответствии с этим изменяющие ее толщину. [c.77] Брауэр рассматривает распределение скоростей при двухфазном пленочном течении (рис. 3-27, 3-28) для следующих основных режимов 1) противотока 2) нисходящего прямотока 3) восходящего прямотока. Последний случай имеет место, если силы трения на поверхности стекающей по стенке пленки окажутся больше сил THHie TH и восходящий поток газа увлечет пленку кидкости в направлении своего движения. [c.77] При противотоке, если скорость газа w . не превышает 80—90% от скорости за.хлебывання, то Wr практически не влияет на толщину пленки. [c.77] Скорость захлебывания соответствует верхнему пределу скорости газа (при противотоке) и определяется обычно по эмпирическим зависимостям. [c.77] Характер волнообразования также изменяется по длине колонны, причем на начальном участке пленочного течения (от 30 до 100 мм при изменении Re от 50 до 400) волнообразование, как правило, не наблюдается и величина Rer (в пределах от О до 7-10 ) в условиях противотока на длину начального (безволно-вого) участка не влияет. [c.78] При плотности орошения, соответствуюшей ламинарному режиму, срыв пленки и обращение потока наблюдалось при противотоке воздуха со скоростью 7 м/с [25]. [c.79] В настоящее время закономерности течения пленок как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей (см. стр. 88) широко используются при интенсификации многих процессов химической технологии (нагревания и охлаждения, дистилляции, абсорбции, выпаривания и других) [26]. В связи с этим возникает необходимость в получении новых экспериментальных данных для расчета высокоскоростных аппаратов, изготовленных из самых различных конструкционных материалов. [c.79] Вернуться к основной статье