Створення і підтримання енерго- і масообмінних процесів у газорідинних середовищах

Abstract

Стаття стосується особливостей створення і підтримання енерго- і масообмінних процесів у газорідинних середовищах з різними технологіями утворення газової фази. Стосовно аеробних середовищ сформульовано перелік процесів, які діють відповідно до законів термодинаміки. Наведено аналіз особливостей взаємодії рідинних і газових фаз. Показано, що газоутримувальна здатність середовища є визначальною характеристикою, яка формує одночасно енергетичні та силові параметри і динаміку масообмінних та енергообмінних процесів. Визначено доцільним у процесах підготовки повітря охолоджувати стиснуту газову фазу для наступного рекупераційного використання в режимах температурної стабілізації середовищ паралельно з основним технологічним завданням доставки кисню для аеробного процесу. Показано перспективи інтенсифікації масообмінних процесів в умовах змінних тисків над середовищами з газовою фазою для створення в таких системах коливальних процесів. The article deals with the peculiarities of creating and maintaining energy and mass transfer processes in gas-liquid media with different technologies of gas phase formation. With regard to aerobic media, a list of processes that operate in accordance with the laws of thermodynamics. The analysis of features of interaction of liquid and gas phases is given. It is shown that the gas holding capacity of the medium is a defining characteristic that forms both energy and power parameters and the dynamics of mass transfer and energy exchange processes. It is determined expedient to cool the compressed gas phase in the processes of air preparation for the subsequent recovery use in the modes of temperature stabilization of media in parallel with the main technological task of oxygen delivery for the aerobic process. Prospects for the intensification of mass transfer processes under conditions of variable pressures over media with a gas phase for the creation of oscillatory processes in such systems are shown. It is shown that the specific compression work and air temperature are nonlinear functions of the compression level of the gas phase. It is proved that isobaric cooling of compressed air is accompanied by significant energy costs, which in the range of pressure changes from 140 to 300 kPa are from 33 to 39% of energy consumption for adiabatic compression. Assumptions about the equality of the Archimedean force and the force of resistance of the medium in action on a single bubble are logically transferred to the whole array of gas phase in the medium. This action is a consequence of the manifestation of Archimedesʼ law or, more precisely, a manifestation of the combination of gravitational field and hydrostatic pressure.