Інтенсифікація масопередачі в газорідинних системах

Abstract

Стаття стосується матеріалів, пов ’язаних з вирішенням задач інтенсифікації масопередачі в газорідинних середовищах на прикладі системи з повітряною аерацією рідинних фаз. В оцінках систем і співвідношень їх параметрів ураховані особливості перехідних процесів відповідно до принципів Ле Шательє та найбільш імовірного стану. Набір факторів впливу на інтенсифікацію масопередачі включає рушійні сили та сили опору, які представлені на рівнях макро- і мікрофізичних процесів. До макропроцесів віднесено формування дискретної газової фази і сукупності газових масивів, тобто йдеться про поняття газоутримувальноїздатності середовища. Згідно із законом Архімеда газоутримувальна здатність визначена як рушійний фактор у створенні об ’ємного напруженого стану й енергетичного потенціалу циркуляційних контурів. Аналіз сполучень параметрів у складі критеріїв гідродинамічної подібності Рейнольдса, Фруда та Ейлера визначив перелік сил тяжіння, інерції, тертя і тиску. Оцінка можливостей їх використання як регулятивних факторів дає змогу стверджувати, що найбільш імовірним фактором є сила інерції, яка є відгуком на змінні кінематичні параметри в русі газорідинних потоків. Встановлені співвідношення між силовими показниками і газоутримувальною здатністю середовища показують можливості генерування сил інерції. Існуючий фізичний з в ’язок між гідростатичними тисками і силовими проявами на рівні закону Архімеда в сукупності з третім законом Ньютона підтвердив перспективи використання пульсаційних та інших впливів у формі лінійних або відцентрових сил інерції. Наведені узагальнення і формалізації доповнені прикладами можливостей їх застосувань у прикладних розробках. The article concerns materials related to solving problems of mass transfer intensification in gas-liquid media on the example of a system with air aeration of liquid phases. The estimates of systems and the ratios of their parameters take into account the peculiarities of transients in accordance with the principles of Le Chatelier and the most probable state. The set of factors influencing the intensification of mass transmission includes driving forces and resistance forces, which are represented at the levels of macro- and microphysical processes. Macroprocesses include the formation of a discrete gas phase and a set of gas arrays that lead to the concept of gas holding capacity of the medium. Taking into account Archimedes’ law, the gas holding capacity is defined as a driving factor in creating the volumetric stress state and energy potential of the circulation circuits. The analysis of combinations of parameters as a part of criteria of hydrodynamic similarity of Reynolds, Frood and Euler has led to the list of forces: gravity, inertia, friction and pressure. The assessment of the possibilities of their use as regulatory factors led to the conclusion that the most probable factor is the force of inertia, because it is a response to variable kinematics parameters in the movement of gas-liquid flows. The established relations between force indicators and gas holding capacity of the environment show possibilities of generation of forces of inertia. The existing physical connection between hydrostatic pressures and force manifestations at the level of Archimedes’ law in conjunction with Newton’'s third law led to the confirmation of the prospects of using pulsating and other influences in the form of linear or centrifugal forces of inertia. The given generalizations and formalizations are supplemented by examples of possibilities of their applications in applied developments.