МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СТРУЙНОЙ АЭРАЦИИ ЖИДКОСТИ
Струйная аэрация жидкости очень широко применяется в промышленности, например, в устройствах для физико-химической и биологической очистки сточных вод, в декарбонизаторах, в щелевых деаэраторах, для обогащения полезных ископаемых, для интенсификации процессов тепломассообмена и в других технологических процессах.
Для оптимизации того или иного технологического процесса необходимо управлять механизмом струйной аэрации, влияя на фpaкционный состав газовой фазы аэрированной жидкости.
Универсальность данного способа аэрации заключается в том, что, не изменяя геометрических параметров струи можно регулировать количество подаваемого в жидкость воздуха в довольно широких пределах, путем изменения расхода жидкости через насадок, длины свободного участка струи, скорости струи. При этом средний диаметр диспергированных в жидкости пузырьков так же изменяется.
В результате проведенных опытов, а так же на основании работ других исследователей авторами построена математическая модель процесса аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей.
Применение этой модели обеспечит возможность прогнозирования следующих параметров процесса струйной аэрации воды: глубина проникновения аэрирующей струи, размеры и форма факела пузырьков, количество эжектируемого воздуха и средний диаметр пузырьков.
Исходными данными для моделирования являются геометрические (высота, скорость и угол падения, диаметр), физические (температура и вязкость) и химические (содержание NaCl) хаpaктеристики аэрируемой жидкости.
Ниже приведены некоторые зависимости, использованные при моделировании.
Согласно В.Н. Русакову[1], глубина проникновения аэрирующей струи в жидкость растет с увеличением гидравлического радиуса насадка и выходной скорости струи и уменьшается при увеличении высоты свободного падения струи от до , а при не зависит от нее. Глубина проникновения водовоздушного факела определяется из формулы:
где Fr - чисто Фруда, приведенное к скорости истечения струи из насадка.
Г.С.Попкович и Б.Н.Репин[2] рекомендуют определять глубину погружения в жидкость воздушных пузырьков Н1 по формуле:
где: V - скорость истечения струи, м/с;
dн - диаметр насадка, м.
Максимальный диаметр факела пузырьков Dф примерно равен 0,4 lф и незначительно зависит от числа Фруда по струе[3].
В.Е. Русаков[1] предлагает определять коэффициент аэрации α из выражения:
,
где - высота свободного падения струи;
R0 - гидравлический радиус насадка;
Х - безразмерный комплекс, равный (приведенный к скорости истечения струи из насадка).
В.Г. Левич[4] предлагает следующее уравнение для определения среднего размера пузырьков воздуха:
где Rn - начальный хаpaктерный размер пузырька;
k - коэффициент сопротивления воздушных пузырьков;
- плотность газа;
- плотность жидкости;
- скорость однородного изотропного потока;
- поверхностное натяжение на границе газ-жидкость.
Из этого уравнения следует, что размер образующихся пузырьков уменьшается с ростом скорости потока почти обратно пропорционально.
Ю.А. Заславским и В.Ф. Богдановым[5, 6] были получены зависимости для морской воды:
Коэффициент эжекции :
Концентрация пузырьков воздуха в воде :
где : Re- число Рейнольдса;
Сs - солесодержание, кг/кг.
Отмечено, что при аэрации морской воды средний диаметр пузырьков не превышает 75*10-6м[6].
На основании построенной математической модели, разpaбатывается приложение для графической операционной среды Microsoft Windows, рассчитывающее основные параметры и позволяющее получить наглядное представление о процессе аэрации воды незатопленной свободно падающей круглой струей через его визуализацию на дисплее компьютера.
Список использованных источников
- Русаков В.Н. Исследование процесса аэрации струй, поступающих в нижний бьеф гидросооружений: Дис... канд. тех. наук / Русаков В.Н. - М. 1958. - 120 с.
- Попкович Г.С. Системы аэрации сточных вод / Попкович Г.С., Репин Б.Н. - М.: Стройиздат, 1986. - 150 с.
- Васильев Б.К. Аэрация объема жидкости при помощи незатопленной свободной струи: Дисс.. канд. техн. наук. / Васильев Б.К. Ленинградский инженерно-строительный институт. - Л., 1980, - 230 с.
- Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика / Левич В.Г. - М.: Физматгиз, 1959. - 700 с.
- Заславский Ю.А. Очистка морских нефтесодержащих вод в условиях Тихоокеанского бассейна / Заславский Ю.А., Богданов В.Ф. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1992. - 144 с.
- Богданов В.Ф. Флотационная водоочистка с применением струйной аэрации / Богданов В.Ф., Евсеева О.Я., Заславский Ю.А. - Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1991. - 52 с.
Статья в формате PDF
107 KB...
28 04 2024 20:33:52
Статья в формате PDF
137 KB...
27 04 2024 9:33:40
Статья в формате PDF
98 KB...
26 04 2024 19:10:57
Анализ опыта по восстановлению методом агростепей растительности на нарушенных кормовых угодьях долины средней Лены показал, что метод при соблюдении экологических условий и видового состава участков обеспечивает восстановление растительности, проявляющееся в повышении проективного покрытия и доминировании в травостое целинных видов. Соответствие экологических условий и видового состава травостоя при подборе участков обеспечивает восстановление растительности нарушенных участков до 70–75 % и доминирование в травостое целинных видов до 60–65 % в условиях нормального и сильного засоления.
...
24 04 2024 7:20:52
Статья в формате PDF
135 KB...
23 04 2024 20:12:12
Статья в формате PDF
105 KB...
22 04 2024 1:35:16
Статья в формате PDF
120 KB...
21 04 2024 10:13:32
Статья в формате PDF
93 KB...
20 04 2024 5:44:40
Статья в формате PDF
115 KB...
19 04 2024 2:24:12
Образование и здоровье: сочетание этих понятий наполнено нравственным, социальным, политическим и экономическим смыслом. Здоровье для России должно стать зеркалом жизни, воспитания и образования, быть высшей ценностью государства ...
18 04 2024 11:39:54
Статья в формате PDF
127 KB...
17 04 2024 10:40:44
Статья в формате PDF
121 KB...
15 04 2024 7:25:23
Статья в формате PDF
165 KB...
14 04 2024 17:49:36
Статья в формате PDF
130 KB...
13 04 2024 19:51:55
Статья в формате PDF
106 KB...
12 04 2024 0:41:16
Патогенез грамотрицательного септического шока рассматривается с позиций нового класса пептидов - цитокинов, инициирующих и опосредующих токсичность молекулы липополисахарида. В механизмах церебральных расстройств при септицемии цитокины считаются ключевыми медиаторами, т.к. головной мозг, наряду с другими органами, является местом активного их синтеза. Считается, что основа будущих неврологических расстройств при эндотоксемии в эксперименте и клинике формируется вначале на молекулярном уровне и затем проявляется в виде морфологического субстрата на ультраструктурном уровне. При нeблагоприятном стечении обстоятельств прогрессирование процесса может привести к развитию клинической картины острой церебральной недостаточности или шокового мозга.
...
11 04 2024 10:47:40
Статья в формате PDF
1043 KB...
10 04 2024 0:21:59
Статья в формате PDF
138 KB...
08 04 2024 7:13:48
Статья в формате PDF
137 KB...
07 04 2024 23:15:23
Статья в формате PDF
128 KB...
06 04 2024 12:58:43
Статья в формате PDF
129 KB...
05 04 2024 15:21:30
Статья в формате PDF
110 KB...
04 04 2024 4:10:28
Статья в формате PDF
116 KB...
03 04 2024 21:17:59
Статья в формате PDF
136 KB...
02 04 2024 12:21:53
Статья в формате PDF
376 KB...
01 04 2024 3:24:40
Статья в формате PDF
576 KB...
31 03 2024 21:15:32
Статья в формате PDF
111 KB...
30 03 2024 8:31:58
Статья в формате PDF
261 KB...
29 03 2024 1:36:23
Статья в формате PDF
85 KB...
27 03 2024 14:30:37
Статья в формате PDF
102 KB...
26 03 2024 12:16:49
Статья в формате PDF
108 KB...
25 03 2024 11:43:11
Обсуждаются возможности использования микроскопических почвенных водорослей при оценке качества окружающей среды. Показано, что в качестве критериев при прогнозировании антропогенной нагрузки на наземные экосистемы можно использовать изменение видового состава и численности почвенных водорослей.
...
24 03 2024 7:58:50
Статья в формате PDF
140 KB...
23 03 2024 4:21:14
Статья в формате PDF
107 KB...
22 03 2024 7:16:42
Обсуждается проблема формирования структурных модулей, которые предназначены для конструирования невырожденных модулярных 3D структур кристаллов.
...
21 03 2024 8:49:19
Статья в формате PDF
484 KB...
20 03 2024 17:50:21
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
