К общим недостаткам представленных уравнений следует отнести невозможность оценить по ним влияние физических свойств жидкости на i, т.к. большинство исследований выполнено на системе воздух - вода при постоянном значении температуры жидкости. Поэтому использование безразмерных комплексов типа We, Re или Oh для получения обобщающих уравнений вызывает определенное сомнение и ведет к усложнению предложенных зависимостей, а порой даже к дезориентации при их практическом применении к другим жидкостям. Исключением является работа Giborowski и Bin [38] в которой представлены результаты исследований на жидкостях с различными физическими свойствами. Однако практическое применение уравнения данного в работе [38] становится невозможным из-за, входящего в него коэффициента А, определяемого по таблице. Более того, использование этого уравнения усложняется тем, что оно содержит одни и те же параметры измеренные в различных единицах измерения, а значения коэффициента пропорциональности отличаются друг от друга даже в тексте оригинала этой работы. [10]
К настоящему времени других теоретических подходов к расчёту инжектирующей способности свободных струй жидкости на основе подробного рассмотрения механизмов инжекции газовой фазы нет.
От количества инжектируемого газа в трубы во многом зависят множество параметров, и в первую очередь, величина сопротивления контура ξк, образованного опускной и подъёмной трубой [11]. Его оценка из классических уравнений гидромеханики сплошных сред становится невозможной, так как не соблюдаются условия их вывода и, в частности, условие стационарности профиля локальных скоростей по длине трубы и отсутствие сплошности поток, а также наличие дополнительных источников турбулизации жидкостной среды (газовых пузырей) и интенсивная коалесценция пузырей в процессе движения смеси по трубам.
Обзор литературных источников показывает, что в последнее время появился ряд работ по исследованию гидравлических потерь при движении жидкости или газожидкостных смесей в каналах различных аппаратов. Однако в этих работах не нашли отражения многие вопросы, связанные с влиянием различных факторов на коэффициент гидравлического сопротивления. В частности – влияния избыточного давления.
Кожухотрубные струйно-инжекционные аппараты представляют собой принципиально новую серию аппаратов, которые обладают высокими массообменными характеристиками по отношению к широко используемым в промышленности аппаратам. Но для того чтобы внедрить их в массовое производство необходимо иметь данные о его геометрических размерах. Однако подход к пониманию геометрических размеров аппарата тесно связан с научной методикой расчёта КСИА. Для создания научно обоснованной методики расчёта КСИА необходимо детальное изучение гидродинамических процессов, происходящих в трубах КСИА, и, в первую очередь, количественная оценка гидравлических сопротивлений, возникающих при движении газожидкостных смесей по трубам аппарата. До настоящего времени оценка гидравлических сопротивлений, имеющих место в этом аппарата, не проводилась ввиду сложности наблюдаемых явлений, свойственных для двухфазных потоков, образуемых свободной струёй жидкости. Наиболее простым подходом к пониманию влияния расходных характеристик фаз на сопротивление их движению, а также на другие важнейшие параметры, определяющие подачу газа в аппарат, и уровень заполнения труб, на данном этапе является экспериментальная оценка ξк без подробного рассмотрения механизмов, определяющих получаемые данные. Такой подход даёт возможность получить всю необходимую информацию для создания методики расчёта КСИА проточного типа за короткий период времени, не прибегая к дорогостоящим и многочисленным специальным экспериментам по оценке отдельных видов сопротивлений.
Целью данной работы является изучение гидродинамических процессов, происходящих в кожухотруном струйно-инжекционном аппарате в трубах и создание научно-обоснованной методики гидродинамических расчётов аппаратов такого типа.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Разработать методику проведения исследований инжекционных и гидродинамических характеристик.
2. Разработать методику расчёта гидродинамических характеристик КСИА без рециркуляции фаз в трубах аппарата.
3. Определить начало устойчивой работы аппарата при работе не только основного, но и вспомогательного сопла.
4. Вывести уравнение для определения гидравлических сопротивлений и экспериментально определить их при работе аппарата с одним и двумя соплами.
5. Определить инжектирующую способность при работе аппарата с двумя соплами.
6. Определить коэффициенты сопротивлений газовых патрубков.
7. Вывести уравнение циркуляционного контура КСИА.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.