Влияние физико-химических свойств на гидродинамику структуры потоков

Анализ влияния вязкости жидкости на коэффициент диффузии D показал, что значение коэффициента диффузии в миллионы раз выше, чем значение коэффициента молекулярной диффузии в жидкостях. Газ, пропускаемый сквозь жидкость, сообщает ей энергию, намного превосходящую энергию молекулярных колебаний. Так, если значение коэффициента молекулярной диффузии в жидкостях составляет

10^*... 10-5 см2/с, то значение коэффициента диффузии Z>= 10... 103 см2/с. Поэтому не приходится ожидать сильного влияния на процесс перемешивания молекулярных свойств отдельных фаз, а именно вязкости V, плотности р, поверхностного натяжения а. В частности, эксперимент показал, что изменение вязкости в 30 раз приводит к изменению D в 1,4 раза.

В ламинарном однофазном потоке коэффициент диффузии составит:

Если исходить из того, что коэффициент молекулярной диффузии обратно пропорционален вязкости, то коэффициент диффузии D будет прямо пропорционален коэффициенту вязкости.

В турбулентном потоке величина коэффициента диффузии равна где w - скорость потока, м/с; d - диаметр трубы, м; ?>м - коэффициент молекулярной диффузии, м2/с; Л - коэффициент гидравлического сопротивления.

В соответствии с законом Блазиуса Я. = 0,3164Re 0,25 pd

(Re = —) коэффициент диффузии будет пропорционален и

вязкости в степени 0,125. Такой же показатель степени сохраняется и для барботажного слоя.

Основные выводы, которые можно сделать в результате большого числа исследований, следующие:

  • - коэффициент продольного перемешивания в газовых потоках меньше, чем в жидкостных;
  • - коэффициент продольного перемешивания обратно пропорционален скорости жидкости;
  • - коэффициент продольного перемешивания не зависит от вязкости жидкости.

Исследования трех американских университетов, проводимые в течение пяти лет, показали, что такие физические свойства жидкости, как вязкость, плотность и поверхностное натяжение, не оказывают существенного влияния на степень перемешивания жидкости на барботажных тарелках. Поэтому изучение структуры потока жидкости проводилось на системе воздух - вода.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >