Определение дисперсного состава капель жидкости в центробежных скрубберах Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 66.047

М.П. Тюрин, Л.М. Кочетов, *В.Б. Сажин, И.А. Попов, М.А. Апарушкина,

З.Н. Османов, К.В. Ильина

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина, Москва, Россия *Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА КАПЕЛЬ ЖИДКОСТИ В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СКРУББЕРАХ

The question of definition of disperse structure of drops of a liquid in the centrifugal scrubber, necessary for definition of a surface of contact of drops with flowing round on-current gas is considered. Parities of a surface and number of all drops of a liquid, average volume-superficial diameter of drops and a specific volume surface of drops are received.

Рассмотрен вопрос определения дисперсного состава капель жидкости в центробежном скруббере, необходимый для определения поверхности контакта капель с обтекающим потоком газа. Получены соотношения поверхности и числа всех капель жидкости, среднего объемно-поверхностного диаметра капель и удельной объемной поверхности капель.

Большую сложность при теоретических следованиях таких аппаратов представляет необходимость определения поверхности раздела контактирующих фаз.

Изучению определения поверхности контакта фаз, получаемых в контактных аппаратах, в результате распыления жидкости в центробежных форсунках (центробежные форсунки нашли самое широкое применение в установках систем кондиционирования воздуха) посвящены работы [1,2].

В этих работах в основном делается упор на определение дисперсного состава капель, распыленных центробежными форсунками. Для этой цели исследователи применяют методы математической статистики, указывается, что разброс капель в соответствии с их диаметром в поле распыления подчиняется общеизвестным законам распределения случайной величины.

Наиболее подходящим для описания распределения случайной величины является логарифмически - нормальный закон, предложенный и обоснованный Колмогоровым А.Н. [4]:

( 7Ï 1 Igd

p\d]= J ехр

С j 5л[2ж -со

d(lgd), С1)

2(5

где р {с1\— вероятность попадания капель размером меньше § — дисперсия или среднеквадратичное отклонение величины д — медиана распределения.

Логарифмически - нормальный закон распределения в отличие от других зависимостей, предлагаемых для этих целей, позволяет легко получать различные характеристики совокупности, являющиеся функциями размера капель через начальные моменты соответствующих порядков.

Если обозначить объем распыляемой жидкости V, то поверхность всех капель

М2 (^тах) 6 V

мъ ! (^та\ ) ехр ^13,25 <52)

F

Число всех капель определяется из выражения:

* = ■ 6Р'

(2)

ж Л/з(аГтах)^ехР (23.86 с>3)

Средний объемно - поверхностный диаметр

d3 =

.2

(3)

М3{ ^ m ах ) ехр 1 № .25 5 2)

б М21 }пах ) )

(4)

В уравнениях (3, 4) 3и (I являются величинами экспери-

тах

ментальными и являются параметрами распределения.

Для центробежных форсунок в работе [1] были получены следующие зависимости:

= 2,152

Г G М.72

y-^Poj

р

-0.32

0

d =11,41

шах 7

fG_^

л/Â.

1.49

Pi

-0.21

ô = 0,236

' —1

Po y

-0.24

P

0

-0.005

(5)

(6)

0

(?)

где С- объемная производительность форсунки, м /ч; р - избыточное давление жидкости перед форсункой, ати.

Начальный момент п-то порядка определяется следующим образом:

/ \ 1 Igd

М \ d) = — J ехр

п 2л -оо

(igx-ig£y

28 2

xndlgx , (8)

где х - текущим диаметр.

В работах [2, 3] для характеристики качества распыления жидкости форсунками использовалась методика измерения диаметра капель путем улавливания их в вязкую среду.

В той же работе автор исследовал зависимость характеристики распыла от различных факторов и дал обобщенное уравнение для определения среднего объемно - поверхностного диаметра капель:

d, = 8.1-Ю-2-б/ °'5-р~0А

3 С Г ( !

2

^Л"°'35 V ^вх у

(9)

где ¿/с - диаметр сопла форсунки; р ф - давление перед форсункой; ¿4.3. - диаметр камеры закручивания форсунки; с/,;:: - диаметр входного канала форсунки.

Формула (9) с хорошей точностью (+-7%) согласуется с экспериментальными данными других исследователей [1].

При известном коэффициенте орошения В и среднего объемно - поверхностного диаметра капли из уравнения:

р = 6В (Ю)

Щ *кРж’

легко можно определить удельную поверхность распыления.

Библиографические ссылки

1. Стефанов, Е.В. Исследование дисперсного состава капель в форсуночных камерах установок искусственного климата/ Е.В. Стефанов, З.Е. Гольденберг, В.Д. Коркин.//Строительство и архитектура, 1975. №

2. С. 144 - 151.

2. Синицин, В.И. Исследование гидродинамических и термодинамических процессов в форсуночных камерах и повышение их надежности/ В.И. Синицин. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1981. 22 с.

3. Стефанов, Е.В. Обобщенные характеристики распылителей камер орошения кондиционеров/ Е.В. Стефанов, В.Д. Коркин, А.Б. Федоров. //Водоснабжение и санитарная техника, 1981. № 3. С. 14 - 15.

4. Колмогоров, А.Н. О логарифмически нормальном законе распределения размеров частиц при дроблении/ А.Н. Колмогоров.// ДАН, 1941. Т. XXXI. № 2. С. 51 - 58.

5. Зусманович, Л.М. Оросительные камеры установок искусственного климата/ Л.М. Зусманович. М.: Машиностроение, 1967.