Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 47 стр.

виде:                                                                         При капельном истечении размер образующихся капель
                                   w   w     w                          можно определить из следующей зависимости [7]:
                     Ф3 – 2Ф2 + 1 + д − c Ф − д = 0
                                
                                       wот   wхар    w хар                           [                                                       ]
                                                                           V = πRf (R ) 1 + 2,39 RWe11 / 3 − 0,485We1 + 19 R 7 / 3 (µ c w N / σ ) , (3.13)
или                                                                       где V = nd3/6γ3 – безразмерный объем капель; R = da/2γ –
                                
                                 w   w
                                 Ф + wд = 0
                       Ф2 – 1 + д − c
                                                                          безразмерный радиус отверстия; We1 = (ρс + ρд)dоw2/2σ – критерий
                                 
                                    w хар
                              wот wхар                                   Вебера; wN – скорость в отверстии; функция f (R) приведена на рис.
                                                                          3.3.
     Обычно экстракционные колонны работают в условиях,
                                                                               Следует отметить, что в уравнении (3.13) выражение в
когда удерживающая способность равна наименьшему из
                                                                          квадратных скобках, определяющее влияние скорости истечения
положительных корней этих уравнений. Установлено, однако,
                                                                          на размер капель, часто не очень сильно отличается от единицы.
что распылительные колонны могут работать при больших
значениях Ф, соответствующих другим корням уравнения (3. 11)              Если скорость в отверстиях неизвестна, то приближенное значение
(режим плотной упаковки капель).                                          размера капель можно найти по упрощенному уравнению:
                                                                                                       V=пRf/(R).                    (3.14)
                     3.1.4. Размер капель                                      При струйном истечении капли обычно имеют разные
     В экстракторах для диспергирования одной из фаз ее либо              размеры,    причем    с   увеличением    скорости     истечения
пропускают через тонкие отверстия, либо перемешивают с                    распределение капель по размерам становится все более широким.
помощью мешалок или созданием пульсаций. Первый способ                    Средний поверхностно-объемный диаметр капель с увеличением
применяют в распылительных, тарельчатых и насадочных                      скорости истечения до некоторого предела падает, а затем
колоннах, второй — в роторно-дисковых, пульсационных,                     начинает возрастать. Таким образом, при некоторой скорости
вибрационных, смесительно-отстойных экстракторах.                         струйного истечения размер капель минимален.
     Истечение дисперсной фазы из отверстия может быть                         Средний размер капель при струйном истечении можно
капельным (когда капли образуются непосредственно у                       рассчитать лишь очень приближенно. При умеренной вязкости
отверстия) или струйным (когда капли образуются при распаде               жидкостей соблюдается соотношение [3]:
струи). Переход от капельного истечения к струйному                                                  d = l,92di .                   (3.15)
происходит при некоторой критической скорости в отверстии,
которую можно рассчитать по уравнению [6]:                                      Для ориентировочного определения размера капель диаметр
                                                                          конца струи di можно принять равным диаметру отверстия, из
                                   3σ / (ρ д d 0 )
                                    2
                          gµ d                        gµ d              которого истекает струя. В действительности же происходит
        w N , кр   = 0,64 д 0  +                 − 0,8 д 0 ,   (3.12)
                          σ       1 + d0 / γ            σ               сужение струй, и размер капель меньше, чем следует из уравнения
                                                                          (3.15). Для определения средних размеров капель с учетом
где d0 – диаметр отверстия; у = 2σ / ( g∆ρ ) .                            сужения струи можно использовать соотношение:
                                                                                                        d = 1,675d0/(α1/4β1/3),                     (3.16)
                                          90
                                                                                                                     91