Тасыбаев А

Тасыбаев А.К., Боранкулова Г.С.

Таразский инновационно-гуманитарный университет

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ КВАЗИСТАЦИОНАРНОГО СЛОЯ КАПЕЛЬ НАД ПОВЕРХНОСТЬЮ БАРБОТАЖА

Барботаж газовой или паровой фазы через слой жидкости часто встречается в различных процессах химической технологии и теплоэнергетики: в процессах абсорбции, ректификации, выпаривания, пылеулавливания, аэрации, кипения жидкостей, увлажнения газа и т.д. Барботаж сопровождается диспергированием жидкости с образованием слоя капель над поверхностью барботажа/1-8/ .

К важнейшим локальным характеристикам слоя капель следует отнести:

а) φ_к- относительную объемную долю дисперсной жидкой фазы; м³/м³;

б) I(h) – массовый поток дисперсной жидкой фазы;

e(h) – унос;

Величина относительной объемной доли дисперсной жидкой фазы определяет количество отводимой влаги в пароотводах парогенераторов.

Для измерения локальных значений объемной плотности был использован метод, основанный на поглощении β излучения слоем капель жидкости.

Схема установки, реализующая этот метод, изображена на рис. 1.

$C:\WINDOWS\TEMP\FineReader11\media\image12.jpeg$

Рис. 1. Схема установки для измерения локального значения объемной плотности.

В качестве источника излучения использовался препарат ⁹⁰Sr+⁹⁰Y

В качестве счетчика импульсов применялся счетчик Гейгера-Мюллера Т-25-БФЛ. В качестве пересчетного устройства использовался прибор ПС02-2еМ.

Как известно из литературы /8/ относительное уменьшение интенсивности излучения после прохождения слоя какого-либо материала можно рассчитывать по следующему выражению:

(1)

где μ - линейный коэффициент поглощения материала;

τ - толщина материалам;

ρ - плотность материала, кг/м³;

J, J_o - интенсивность излучения на входе в слой материала и на выходе из него, импульсов в секунду.

Если пренебречь поглощающей способностью воздуха по сравнению с жидкостью, то из выражения (1) можно получить уравнение для расчета объемной плотности слоя двухфазных систем.

(2)

Схема измерительной ячейки изображена на рис. 2.

$C:\Documents and Settings\User\Мои документы\Мои рисунки\img075.jpg$

Рис. 2. Схема измерительной ячейки.

1 - источник излучения, 2 - капсул, 3 - держатель, 4 - пленка, 5 - конус, 6- прокладка, 7 - корпус, 8 - счетчик импульсов, 9,10 - электроды.

Измерительная ячейка включает источник излучения 1, помещенный в герметичную капсулу 2. Капсула закреплена на держателе 3, которым одновременно фиксируется пленка 4, перекрывающая окно конуса 5. Конус через прокладку 6 соединяется с корпусом ячейки 7. Счетчик импульсов 8 расположен внутри корпуса, а электроды к нему 9 и 10 выведены наружу с помощью герметичных выводов.

Объемная плотность слоя капель оценивалось с помощью выражения (2).

Оценка погрешностей измерений объемной плотности проводилась по методике аналогичной приведенной в работе/9,10/. Максимальная относительная погрешность составила 3%.

Результаты измерения профиля объемной плотности в квазистационарного слоя капель на различной высоте при различных значениях скорости газа приведены на рис. 3.

$C:\Documents and Settings\User\Мои документы\Мои рисунки\img078.jpg$

Рис. 3. Зависимость относительной объемной плотности от высоты: 1 - W =0,5 м/с; 2 - W =1 м/с; 3 - W =1,5 м/с

Таким образом, наибольшее влияние на характеристики квазистационарного слоя капель скорость газа интервале от 0,5 до 1,5 м/с оказывает путем увеличения кинетической энергии капель.

Список используемой литературы

1. Дьяконов С.Г., Елизаров В.И., Лаптев А.Г. Модель переноса в барботажном слое на контактных устройствах промышленных аппаратов //Массообменные процессы и аппараты химической технологии: Межвуз. тематич. сб. науч. тр. /КХТИ.-Казань, 1988.-с.8-25

2. Рудобашта Л.Я., Плановский А.Н. Исследование уноса на ситчатых тарелках//Теор. основы. хим. технол. -1981.-т. 15, №4.- с.594-597.

3. Дүйсембиев Е.Е.,Тасыбаев А.К. Тамшылар қабатының негізгі көрсеткіштерін ЭЕМ көмегімен есептеу. «Сапалы білімге индустриалды-инновациялық саясаттың әсері» атты Халықаралық ғылыми-тәжірибелік конференциясының материалдары. 28-29 март, 2012 г., Тараз қ.

4. Тасыбаев А.К., Тулеев Т.Н ., Танкеева К. Моделирование гидродинамики слоя капель над поверхностью барботажа./Машинастроение в условиях рынечной экономики. Межународная научно-практическая конференция /Тараз. 1999, стр. 201

5. Дүйсенбиев Е.Е.,Тасыбаев А.Қ., Қазақбаев С.З. Ылғалды шаңұстағыштың сепарациялық кеңістігінің биіктігін есептеу. Журнал «ТИГУ жаршысы», №4(10), қараша-желтоқсан, 2012 ж., 23-27

6. Тасыбаев А.К., Алтыбаева Г.А. Исследование гидродинамики слоя дисперсой жидкой фазы над поверхностью барботажа. Механика и моделирование процессов технологии. 2009, №1, стр. 93

7. Тасыбаев А.К. Исследование гидродинамики дисперсного слоя жидкой фазы сепарационного пространства мокрых пылеулавителей. Механика и моделирование процессов технологии. 2005, №2, стр. 104

8. Лукьянов В.Б. , Бердоносов С.С. и др. Радиоактивные индикаторы в химии.-М.:Высшая школа, 1977.-280 с.

9. Фарахов М.И., Маминов О.В. и др. Исследование характеристик квазистационарного слоя капель над поверхностью барботажа.-Черкассы, 1989-11 с.-Деп.в ОНИИТЭХИМ 26.07.89, №689-XII 89.

10. Мельников В.С, Молоканов Ю.К. Исследование влияния неравномерности распределения уноса жидкости на эффективность работы барботажной тарелки //Теор. основы хим. технол. - 1980.-Т. 14, N 6.-C. 920-923.