PICT5529

chcrzyków), to decydującą wielkością jest stosunek prędkości gazu u_m do prędkości unoszenia się pęcherzyków w_d, gdy są one jeszcze stabilne.

Jeżeli stosunek ujw_d przekroczy wartość 2, to warstwa pęcherzyków przechodzi w warstwę barbotażową_y gdzie porywanie cieczy zależy dodatkowo od liczby Froude'a obejmującej odstęp między półkami H.

Gdy względna wartość współczynnika obciążenia fazą gazową wynosi ponad 0,65, wówczas powstaje warstwą złożona z oddzielnych kropelek. W warstwie tej zawartość cieczy bardzo maleje, wzrasta natomiast porywanie kropelek. Wysokość warstwy dwufazowej na półce jest wtedy sumą trzech składowych:

1)    wysokości przegrody przelewowej h_p,

2)    wysokości spiętrzenia nad przelewem,

3)    wartości uwzględniającej obszar kropelek cieczy wyrzucanych w górę nad poziom cieczy.

Wysokość warstwy dwufazowej na półce w takim przypadku wg Stichl-

maira

Z

A*+1,45

+ 125

gApO

-wj

-*t)²

(14.64)

gdzie !_p — długość krawędzi przelewu.

143. UKŁAD CIECZ-CIECZ 14.3.1. Swobodny przepływ kropli cieczy

W mgadnieoiacb inżynierii chemicznej występują procesy, w których zdysperpom na ciecz przepływa przez fazę gazową (absorpcja, desorpcja, nawilżanie) lob mną nie mieszającą się z nią ciecz (ekstrakcja).

Kształt kropli zależy od jej wielkości oraz od rodzaju stosowanego dystrybutora. Krople małe (d_t < l mm) mają kształt zbliżony do kulistego, natomiast krople o większych rozmiarach są z reguły zdeformowane, ich średnica zastępcza

4.

04.65)

W stosowanych procesach rozmiar kropli zazwyczaj wynosi od ułamka milimetra do kilku milimetrów

Dla kropli cieczy poruszającej się w fazie ciągłej liczba Reynoldsa

Re. =    (14.66)

łe

Kropla poruszająca się w fazie ciągłej podlega działaniu saft opisanych w rozdz. 14.1. Właściwości kropli cieczy odbiegają jednakże w ogólnym przypadku od założeń przyjętych przy wyprowadzaniu równania ruchu cząstki w płynie. Pojawiają się dodatkowe zjawiska, komplikujące matematyczny opis siły oporu poruszającej się kropli. Inaczej wygląda to w układzie ciecz-ciccz, a inaczej w układzie ciccz-gaz.

W układzie ciecz-ciccz rozróżnia się trzy obszary, dla których prędkość przepływających kropli opisują odrębne równania.

Obszary te, ograniczone wartościami liczby Reynoldsa, charakteryzujące się zróżnicowanym przebiegiem wartości współczynnika oporów przepływu * przedstawiono na rys. 14.19. Linia przerywana odpowiada hipotetycznej sztywnej kuli o gęstości rozpatrywanej cieczy.

W obszarze I, zwanym Iaminarnym, obejmującym Rc« < i. wartości współczynnika oporu kropli są bardzo zbliżone do wartości dla kulistej cząstki sztywnej. Prędkość opadania (unoszenia się) kropli w nieruchomej cieczy jest w tym obszarze opisywana równaniem Stokesa, uzyskanym przez podstawienie do ogólnego równania na prędkość ruchu cząstki w płynie — (równanie (14.l2a) — wyrażenia na wartość współczynnika oporu w tym zakresie — równanie (14.13)

(14.67)

eg

W przypadku ruchu sztywnej cząstki kulistej zależność Stokesa — równanie (14.13) — obowiązuje dla Re_d < 0,2, jednakże dla układu ciecz-ciccz zwykło się ją stosować dla Re_d < 1. Błąd popełniony przy takim rozszerzeniu zakresu Re_d jest przedstawiony na rys. 14.19.