Емульгування в апаратах з регулярними перфорованими насадками - Марценюк, Олександр Степанович (My University, 2020)
У статті зазначено, що опорні решітки зі зменшеним вільніш перерізом гальмують рух рідини і затоплюються нею, а газ при цьому барботує крізь рідину, інтенсивно з нею взаємодіє й утворює газорідинну емульсію — емульгований шар. Висота емульгованого шару регулюється і стабільно утримується при певних постійних витратах рідини і меншою мірою — газу. При постійних витратах фаз рівень емульсії на решітці залишається постійніш, оскільки гідравлічний напір газу зрівноважує силу ваги емульсії, а та кількість рідини, що надходить, компенсується такою ж кількістю рідини, яка стікає з решітки. Досліджено можливість створення емульгованого шару в апаратах з регулярною насадкою із зубчастими пелюстками, а також із зубчастими отворами та горизонтальними гофрами, розміщеними між рядами отворів. Зони емульгованого шару організовували за допомогою відгинання в горизонтальне положення або під кутом вгору зубчастих пелюсток, просічених з трьох сторін і розміщених у горизонтальних площинах. Висота шару емульсії залежить від витрат рідини і газу та від форми і кута відгинання пелюсток. Над шаром емульсії і під ним зберігається режим звичайної плівкової або краплинно-плівкової течії. Гідравлічний опір шару й ефективність масообміну набувають різних значень залежно від типу насадки. Загальний опір насадки за наявності зон емульгування складається із суми гідравлічних опорів ділянок насадки, що працюють у звичайному й емульгованому режимах. В апратах підвищеної висоти можна організувати потрібну кількість емульгованих зон і таким чином регулювати інтенсивність їх роботи. Сумарна ефективність апарата з емульгованими зонами підраховується за кількістю перенесеного компонента в зонах емульгування і в зонах роботи насадки в протитечійному режимі. Використання зон емульгування значно розширює діапазон застосування регулярних насадок для роботи в інтенсивних режимах. Support gratings with a reduced free cross-section inhibit the movement of the liquid and are flooded by it, and the gas passes through the liquid, interacts intensively with it and forms a gas- liquid emulsion — emulsified layer. The height of the emulsified layer is regulated and leaves constant at certain constant liquid rates and lesser for gas. At constant flow rates, the level of emulsion on the grid remains constant, because the hydraulic pressure of the gas balances the weight of the emulsion, and the amount of incoming liquid is compensated by same amount of liquid flowing from the grid. Possibility of creating an emulsified layer in apparatus with a regular nozzle with notched petals, as well as with notched holes and horizontal corrugations placed between rows of holes was investigated. Zones of the emulsified layer were organized by bending into a horizontal position or at an upward angle of the notched petals, cutted on three sides and placed into horizontal area. The height of the emulsion layer depends on the flow of liquid and gas also on the shape and bending angle of the petals. Above the emulsion layer and below it, the mode of normal film or droplet-film flow is maintained. Hydraulic resistance of the layer and the efficiency of mass transfer take different values depending on the type of nozzle. Total resistance of the nozzle in the presence of emulsification zones consists of the sum of the nozzle sections operating in normal and emulsified modes and the hydraulic resistance of the gratings. In increased height apparatus it is possible to organize the necessary quantity of emulsified zones and thus to regulate intensity of their work. Total efficiency of the apparatus with emulsified zones is calculated by the amount of transferred component in the emulsification zones and in the operation zones of the nozzle in countercurrent mode. The use of emulsification zones significantly expands the range of applications of regular nozzles for work in intensive modes.
Keywords: режим емульгування; регулярна насадка; зубчаста перфорація; турбулізація; emulsification mode; regular nozzle; toothed perforation; turbulence; кафедра процесів і апаратів харчових виробництв