Дослідження газовмісту та поверхні контакту фаз в опускних трубах циркуляційного апарату зі струменево-інжекціцйним газонаповненням
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.180770Ключові слова:
струменево-інжекційний апарат, опускна течія, циркуляційний контур, газовміст, поверхня контакту фазАнотація
Об’єктом дослідження є апарат зі струменево-інжекційним газонаповненням. Дослідження проводились на експериментальній установці на робочому середовищі вода-повітря. Досліджено розподіл бульбашок газової фази в залежності від робочих параметрів апарату. Визначено значення локального та загального газовмісту, а також питомої поверхні контакту фаз. Досліджено газовміст та поверхню контакту фаз в опускних трубах циркуляційного апарату зі струменево-інжекціцйним газонаповненням. Використання циркуляційних апаратів зі струменево-інжекційним газонаповненням є перспективним для проведення масообмінних та реакційно-масообмінних процесів. Завдяки використанню енергії рідини для газонаповнення реакційного простору, апарати мають переваги у порівнянні з ерліфтними та газліфтними апаратами, барботажними колонами при проведенні хемосорбційних процесів зі слаборозчинними газами. Експериментальні дослідження газовмісту та поверхні контакту фаз від режимно-технологічних та апаратурно-конструктивних параметрів дозволили визначити оптимальні режими роботи. За результатами досліджень встановлено, що діаметр бульбашок збільшується зі збільшенням числа обертів валу перемішуючого пристрою. Режим підвисання газової фази мав місце при числах оберту валу від 600 об/хв. до 750 об/хв.. При збільшенні числа обертів збільшується протидія силі спливання бульбашок і режим підвисання переходить в режим циркуляції газорідинного потоку. Можливість керувати процесом газонасичення завдяки циркуляції рідини незалежно від навантаження по рідині апарату є однією з переваг розробленої конструкції. Встановлено, що загальний газовміст в опускних каналах змінювався від 0,07..0,10 до 0,1..0,18, що є характерним для газорідинних апаратів. Загальний газовміст в опускних каналах апарату знаходиться в діапазоні від 100 до 260 м2/м3 реакційного об’єму і є характерним для більшості газорідинних апаратів барботажного типу. Отримані результати досліджень режимів роботи апарату зі струменево-інжекційним газонаповненням в режимі підвішування газової фази можуть бути використаними для розрахунку коефіцієнту масопереносу.
Посилання
- Iablokova, M. A., Sokolov, V. N., Sugak, A. V. (1988). Gidrodinamika i massoperenos pri struinom aerirovanii zhidkostei. Teoreticheskie osnovy khimicheskoi tekhnologi, 6, 734–739.
- Ved, V. V., Iushko, V. L., Pticin, S. G., Iariz, V. A. (2008). Optimizaciia apparaturnogo oformleniia stadii ammonizacii v proizvodstve kompleksnykh mineralnykh udobrenii. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologi, 1, 159–163.
- Ved, V. V. (2013). Struktura gazorіdinnogo potoku ta rezhimi roboti cirkuliacіinogo aparatu zі strumenevі-іnzhekcіinim gazonapovnenniam. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologi, 3, 214–219.
- Ramm, V. M. (1976). Absorbcii gazov. Moscow: Khimiia, 656.
- Sokolov, V. N., Domanskii, I. V. (1976). Gazozhidkostnye reaktory. Leningrad: Mashinostroenie, 216.
- Ibragimov, T. S., Chebotar, A. V., Novoselov, A. G. (2012). Proizvodstvo etilovogo spirta v kozhukhotrubnom struino-inzhekcionnom apparate po nizkotemperaturnoi skheme. Tekhnika i tekhnologiia pischevykh proizvodstv, 1 (24), 112–115.
- Iablokova, M. A., Ivanova, O. M., Petrov, S. I. (2010). Utochnennaia matematicheskaia model processa ozonirovaniia vody v inzhekcionno-struinykh aparatakh. Izvestiia Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo instituta, 7, 88–93.
- Sivenkov, A. V., Novoselov, A. G. (2008). Gidrodinamicheskii raschet dvizheniia dvukhfaznykh potokov v vertikalnykh trubakh kozhukhotrubnogo struino-inzhekcionnogo apparata (KSIA) protochnogo tipa s dopolnitelnym soplom nad slivom (Chast 1). Izvestiia SPbGUNiPT, 2, 6–10.
- Sokolov, V. N., Iablokova, M. A. (1988). Apparatura mikrobiologicheskoi promyshlennosti. Leningrad: Mashinostroenie. Leningr. otd-nie, 278.
- Kashinskii, O. N., Randin, V. V. (1999). Opusknoe gazozhidkostnoe puzyrkovoe techenie v vertikalnoi trube. Teplofizika i aeromekhanika, 6 (2), 235–246.
- Terekhov, V. I., Pakhomov, M. A. (2008). The effect of bubbles on the structure of flow and the friction in downward turbulent gas-liquid flow. High Temperature, 46 (6), 924–930. doi: http://doi.org/10.1134/s0018151x08060163
- Shalygin, E. V., Leontev, V. K., Abramova, T. E. (2009). Raschet diametra puzyria i parametra effektivnosti dlia gazozhidkostnykh reaktorov s ezhekcionnym dispergirovaniem. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Seriia: Khimiia i khimicheskaia tekhnologiia, 52 (7), 118–121.
- Mukhametzianova, A. G., Diakonov, G. S., Kulmenteva, E. I., Etrovicheva, E. A. (2004). Processy perenosa i khimicheskogo prevrascheniia pri turbulentnom smeshenii v kanalakh s iskusstvennoi turbulizaciei sredy. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 1, 164–171.
- Majumder, S. K., Kundu, G., Mukherjee, D. (2006). Bubble size distribution and gas–liquid interfacial area in a modified downflow bubble column. Chemical Engineering Journal, 122 (1-2), 1–10. doi: http://doi.org/10.1016/j.cej.2006.04.007
- Mandal, A. (2010). Characterization of gas-liquid parameters in a down-flow jet loop bubble column. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 27 (2), 253–264. doi: http://doi.org/10.1590/s0104-66322010000200004
- Ohkawa, A., Kawai, Y., Kusabiraki, D., Sakai, N., Endoh, K. (1987). Bubble size, interfacial area and volumetric liquid-phase mass transfer coefficient in downflow bubble columns with gas entrainment by a liquid jet. Journal of Chemical Engineering of Japan, 20 (1), 99–101. doi: http://doi.org/10.1252/jcej.20.99
- Yamagiwa, K., Kusabiraki, D., Ohkawa, A. (1990). Gas holdup and gas entrainment rate in downflow bubble column with gas entrainment by a liquid jet operating at high liquid throughput. Journal of Chemical Engineering of Japan, 23 (3), 343–348. doi: http://doi.org/10.1252/jcej.23.343
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Viktor Ved, Valeriy Nikolsky, Oxsana Okhtina, Vadym Kiselev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
