МАССООТДАЧА ПРИ ПРОТИВОТОКЕ ПЛЕНКИ ЖИДКОСТИ И ГАЗА В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРУБЕ

Jazyk: ukrajinština
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Наукові вісті КПІ; № 3 (2021); 7-13
KPI Science News; No. 3 (2021); 7-13
Научные вести КПИ; № 3 (2021); 7-13
ISSN: 2617-5509
2663-7472
Popis: Background. Contact heat and mass exchangers are used in many technological processes: cooling of circulating water or fume gases, air humidification in air conditioning systems, etc. In the most common types of these devices, the main elements are vertical pipes in which a film of liquid flows down under the pull of gravity against the gas flow. However, there is no universal dependence for the calculation of such processes. Objective. The purpose of the paper is to investigate the process of mass transfer for the case of counter-current interaction of a film of water and air in a vertical pipe before the onset of the flooding regime. Methods. An experimental stand was created, a pipe with an inner diameter of 34 mm and a length of 1.4 m was used as a working area. Air and water flow rates, dry and wet bulb temperatures at the inlet and outlet of the apparatus were measured. The control over the complete wetting of the irrigation surface took place visually through the holes in the exit of the vapour-gas mixture in the upper part of the experimental setup. According to the developed method, the mass transfer coefficient was determined. Results. Experimental dependences for determining the mass transfer coefficient are obtained. The presence of the influence of water consumption on the mass transfer coefficient is shown. The limits of application of the analogy between heat and mass transfer are analysed. Conclusions. An empirical dependence convenient for engineering calculations is proposed. The reliability of the experimental technique and processing of its results is confirmed, which allows using the technique for experimental research of more complex systems. In future studies, it is planned to investigate in more detail the effect of fluid flow on the mass transfer process.
Проблематика. Контактные тепломассообменные аппараты применяются во многих технологических процессах: охлаждении оборотной воды или дымовых газов, увлажнении воздуха в системах кондиционирования и др. В наиболее распространенных аппаратах такого типа основными элементами являются вертикальные трубы, в которых пленка жидкости стекает под действием гравитации навстречу потоку газа. При этом не существует универсальной зависимости для расчета таких процессов. Цель исследования. Исследовать процесс массообмена для случая противотокового взаимодействии пленки воды и воздуха в вертикальной трубе до начала возникновения режима захлебывания. Методика реализации. Был создан экспериментальный стенд, в котором опытным участком служила труба внутренним диаметром 34 мм и длиной 1,4 м. На входе и выходе из аппарата измеряли расход воздуха и воды, температуры по сухому и мокрому термометру. Смачивание поверхности орошения визуально контролировали через отверстия для выхода парогазовой смеси в верхней части опытного участка. Коэффициент массоотдачи определяли по специально разработанной методике. Результаты исследования. Получены экспериментальные зависимости для определения коэффициента массоотдачи. Показано наличие влияния расхода воды на коэффициент массоотдачи. Проанализированы границы применения аналогии между тепло- и массообменом. Выводы. Предложена удобная для инженерных расчетов эмпирическая зависимость. Подтверждена надежность методики эксперимента и обработки его результатов, что позволяет использовать методику для экспериментального исследования более сложных систем. В будущих исследованиях планируется более подробно исследовать влияние расхода жидкости на процесс массоотдачи.
Проблематика. Контактні тепломасообмінні апарати застосовуються у багатьох технологічних процесах: охолодженні оборотної води або димових газів, зволоженні повітря у системах кондиціонування та ін. У найпоширеніших апаратах такого типу основними елементами є вертикальні труби, в яких плівка рідини стікає під дією гравітації назустріч потоку газу. Однак не існує універсальної залежності для розрахунку таких процесів. Мета дослідження. Дослідити процес масообміну при протитоковій взаємодії плівки води і повітря у верти- кальній трубі до початку виникнення режиму захлинання. Методика реалізації. Було створено експериментальний стенд, в якому дослідною ділянкою слугувала труба внутрішнім діаметром 34 мм та довжиною 1,4 м. На вході та виході з труби вимірювали витрати повітря та води, температури по сухому та мокрому термометру. Змочування поверхні зрошення контролювали візуально через отвори для виходу парогазової суміші у верхній частині дослідної ділянки. Коефіцієнт масовіддачі визначали за спеціально розробленою методикою. Результати дослідження. Отримано експериментальні залежності для визначення коефіцієнту масовіддачі. Показано наявність впливу витрати води на коефіцієнт масовіддачі. Проаналізовано межі застосування аналогії між тепло- та масообміном. Висновки. Запропоновано зручну для інженерних розрахунків емпіричну залежність. Підтверджено надійність методики експерименту та обробки його результатів, що дозволяє використовувати методику для експериментального дослідження більш складних систем. У майбутніх дослідженнях планується більш детально дослідити вплив витрати рідини на процес масовіддачі.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: