Гидромеханические процессы. Часть 1. Николаев Г.И - 25 стр.

UptoLike

Рубрика: 

+=
025,0
lg5,147,0
экв
d
b
. (1.57)
В эмпирических формулах (1.53), (1.54), (1.56) вязкость выражается в мН с/м
2
Гидравлическое сопротивление при движении газа в аппаратах с текущей пленкой
жидкости определяется по уравнению
2
2
.0 гг
экв
u
d
l
ρ
ξρ
=
, (1.58)
где u
0.г. –
скорость газа относительно жидкости ; u
0.г.
= u
г
± u
пл
(знаки плюс и минус
относятся соответственно к противотоку и прямотоку)
Коэффициент сопротивления рассчитывают по эмпирическим уравнениям [3]. Для
противотока
При Re
0.г
< Re
0.г. кр
ξ = 86/ Re
0.г
(1.59)
При Re
0.г
> Re
0.г. кр
(
)
16,0
/9,011,0
3/2
σµ
ξ
жпл
u+
=
(1.60)
Критерий Re
0.г
рассчитывают по формуле Re
0.г
=.u
0.г
d
экв
ρ
u
/ µ
г .
Критическое значение
Re
0.гкр
определяют по соотношению
()
19,1
3/2
...0
/9.011.0
86
Re
+
=
σµ
жпл
крг
u
(1.61)
При пленочном течении в насадочных аппаратах обычно часть насадки не
смачивается жидкостью, имеют место застойные зоны, в отдельных местах жидкость
перетекает от одного элемента насадки к другому в виде струй. В разных точках элемента
насадки пленка может иметь различную толщину. Поэтому закономерности течения в
пленочных и насадочных аппаратах, несмотря на определенную аналогию, рассматриваются
отдельно.
Примеры . Определить гидравлическое сопротивление в вертикальном трубчатом
пленочном аппарате при противоточном движении газа и жидкости по следующим данным:
длина трубки l = 2м, ее внутренний диаметр d = 0,02 м, число трубок n = 1000, расход
жидкости L=0,3 кг/с, ее плотность ρ
ж
= 1000 кг / м
3
, вязкость µ
ж
= 5·10
-4
Па с, поверхностное
натяжение σ= 0,067 Н/м, расход газа G = 0,05 кг/с, ее плотность ρ
г
= 1 кг/ м
3
, вязкость µ
г
=
2·10
-5
Па· с.
Найдем все величины, входящие в формулу (1.58). скорость газа (без учета сечения,
занятого пленкой).
см
dп
G
u
Г
г
/594,1
02,014,31001
405,04
22
=
==
πρ
Полученное значение невелико, поэтому для определения скорости течения пленки
можно использовать приведенные выше формулы. Рассчитаем критерий Re
пл
,
предварительно высчислив Г:
Г = L/100πd = 0,3 / 100 3,14 0,02 =0,0477 кг/(с м)
                                                 d     
                             b = 0, 47 + 1,5 lg  экв  .                          (1.57)
                                                 0,025 

      В эмпирических формулах (1.53), (1.54), (1.56) вязкость выражается в мН с/м2
      Гидравлическое сопротивление при движении газа в аппаратах с текущей пленкой
жидкости определяется по уравнению
                                          l         ρ г u 02.г
                           ∆ρ = ξ               ⋅                ,                      (1.58)
                                        d экв           2
      где u0.г. – скорость газа относительно жидкости ; u0.г. = uг ± uпл (знаки плюс и минус
относятся соответственно к противотоку и прямотоку)
      Коэффициент сопротивления рассчитывают по эмпирическим уравнениям [3]. Для
противотока

                            При Re0.г < Re0.г. кр ξ = 86/ Re0.г                     (1.59)

                При Re0.г > Re0.г. кр         0 ,11 + 0 , 9 (u пл µ       /σ   )2 / 3            (1.60)
                                          ξ =                         ж
                                                             0 ,16
        Критерий Re0.г рассчитывают по формуле Re0.г =.u0.г dэкв ρu/ µг .Критическое значение
Re0.гкр определяют по соотношению

                                                                      1,19
                                                86                                         (1.61)
                    Re 0.г .кр .   =                         2/3
                                     0.11 + 0.9(uпл µ ж / σ ) 


      При пленочном течении в насадочных аппаратах обычно часть насадки не
смачивается жидкостью, имеют место застойные зоны, в отдельных местах жидкость
перетекает от одного элемента насадки к другому в виде струй. В разных точках элемента
насадки пленка может иметь различную толщину. Поэтому закономерности течения в
пленочных и насадочных аппаратах, несмотря на определенную аналогию, рассматриваются
отдельно.


        Примеры . Определить гидравлическое сопротивление в вертикальном трубчатом
пленочном аппарате при противоточном движении газа и жидкости по следующим данным:
длина трубки l = 2м, ее внутренний диаметр d = 0,02 м, число трубок n = 1000, расход
жидкости L=0,3 кг/с, ее плотность ρж = 1000 кг / м3, вязкость µж = 5·10-4 Па с, поверхностное
натяжение σ= 0,067 Н/м, расход газа G = 0,05 кг/с, ее плотность ρг = 1 кг/ м3, вязкость µг =
2·10-5 Па· с.
        Найдем все величины, входящие в формулу (1.58). скорость газа (без учета сечения,
занятого пленкой).

                                        4G              0 , 05 ⋅ 4
                            uг =               =                           = 1,594 м / с
                                     ρ Г пπd 2
                                                 1 ⋅ 100 ⋅ 3,14 ⋅ 0 , 02 2

      Полученное значение невелико, поэтому для определения скорости течения пленки
можно использовать приведенные выше формулы. Рассчитаем критерий Reпл ,
предварительно высчислив Г:

                            Г = L/100πd = 0,3 / 100 3,14 0,02 =0,0477 кг/(с м)