автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Гидродинамика барботажного аппарата с комбинированным перемешиванием

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правахрукописи

„у

ГОРБАЧЕВА Галина Васильеона

Ф

ГИДРОДИНАМИКА БАРБ^ЙЖНОГО АППАРАТА С КОМБИНИРОВАННЫМ ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ

05.17.00 - Процессы и аппараты хмпмчесмой технологии

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата •зхничзсми« наук

Санкт-Петэрбург, 1392

Работа выполнена в Ленинградском ордена Знак Почета научно-мсс- едг эательском и конструкторской институте химического машиностроения (ЛенНИИхиммав)

Члучный руководитель/

доктор технических наук, ОСТРОВСКИЙ про*ессор Георгий Максимович

Официальные оппоненты/ д ктор техкическ"» наук, профессор

доктор технических наук, профессор \

МИЛЬЧЕНКО Алексей Иванович МЕТКИН

Виктор Павлович

Ведущее предприятие! Всесомвный научио-исследоватепь-ский и проектный институт мономеров (ВНИПИМ), г.Тула

Запита состоу-сп и_________;_____1992 г. в____

часок на еаседании специализированного Совета Л С63.02 в ганнт-Петербургскои технологическом институте.

йдр-^с института» 198013, Санкт- Петербург, Московский пр., 26.

С диссертацией можно о»н номиться в библиотеке Сан-'т-Петербургского технологического института.

Отзывы и ааиечаиия в одном окаемпля^е, заверенном гербовой пьчатьк, просим направлять по адресу!

1980и, Санкт-Петербург, Московский пр., 26, ПТИ кн.Лечсо^ета, Ученый Совет.

Автореферат раяислан "___и_______1992 г.

Ученый секретарь специалиаированйого совета и. г. н.

В.П.Исакос

: :; ОБЩИЙ ХАРАКТЕР РАБОТЫ*

•'.'.'."4 о. I

"Актуальность проблемы. Газожиякостные аппараты вироно используются как реакционное оборудование по инсих отраслях промынлен ости. Интерес к ним особенно подрос е последнее время в связи с необходимостью развития экологически чистых производств. В большинстве случаев скеиы для очистки сточных под включают в себя гааоиидкостныв реакторы. Кроне того, они аироко используются как вер-иентаторы, а также в химических производствах, где проводятся процессы окисления иг.,« восстановления с мсполь-оованием воздуха, кислорода или водорода о качестве газа.

Главными направлениями в повгнении эффективности га-зоаидкостных аппаратов являются снижение удельной ончр-гоенкости и поеыыение надежн ости.

На современных заводах используются реанторы различных конструкций* барботажные и арлиФТные- без механического перемедивагчя, а такие аппараты с мааалками. Бар- ботаяные и эрлиФТныо аппараты надежны о работе, поскольку не имеют врадаюцихся узлов, однако их зофямтиз-ность снимается при работе с трудиорастворииыии газами или дорогостоящими газами. Аля таких случаев йолызе подходят аппараты с меаалками, однако они дестатэчно зиор-гоемк.. и имеют ченьаую надежность, так как имеют яраэаю-цийсп узел. Э аппаратах больяого объема требуется Фиксировать зал г-мхиай опорой, которая трабуот частой репи-аии.

3 „имичэской проныпле шести аироко используются пппа-рати с центральной циркуляционной трубой, однако, отсутствие методики расчета этих аппаратов при работа на гл-з«яиди.стных срэдах ограничивало ни припононно лля гззо-

9 В руководстве диссертационноЛ -т'отоЛ принимал учлстмо «.т.н. Ставай П. К.

жидкостных процессов. Использование принципа упорядоченной циркуляции для газожидкостных процессов может быть весьма выгодный с энергетической и технологической точки аренип.

Цепь и зг.дгчи исследования. Целью работы является разработка конструкции газожидкостного аппарата с кок • минированным перемевиваиием, исследование его гидродинамики на основе локальных характеристик и создание методики комплексно.о расчета.

В соответствии с поставленной целые ревались следующие задачи:

- исследование локальных гидродинамических характеристик газожидкостного лотона - удельной поверхности хьлтакта «аз, газосодержа ия, размера пузырей, скорости циркуляции жидкости;

- установление расчетной зависимости газосодержания в восходящих и нисходящих газожидкостных потоках;

- разработка и проверка адекватности модели цир улп-ционного контура аппарата с комбинированным переневива-нием с применением элементов теории осевых насосов и уч«гон захвати газа г циркуляционную трубу ;

- разработка метода измерения локальных характеристик газожидкостного потока;

- лрактичеекгi реализация результатов исследований, вакг.йчаюцаися а разработке эффективной конструкции аппарата и ;экомрчдаций по модернизации промышленного реактора синтеза гидроксиламинсуль*ата объемом 50 м1, а также з создании |сстандсртнаго средства измерение локальных характеристик газожидкостного потока.

Объекты исследован ¡й. Объектами исследований были ио-дечь газожидкостного аппарата с комбинированным лереие-аиванкеи и аппараты промыапеного масштаба. Экспериментальны« исследования проводились н^ универсальном авто-^lí■.ти2иpoea^ чом стенде Л"нНИИхиммаша дня изучения газо-жидко~тных процессов. При исследовании использовалась вода, видные растворы глицерика и глицерин. В качестве 6ар5отир<'юаего газа использовался воздух.

s

Научная новизна. Разработана Феноменологическая модель циркуляционного контура газожидкостного аппарата с нонбинированнын перемешиванием с привлечением элементов теории осгвых насосов и с учетом захвата rasa в циркуля-цио :ный контур.

На основании разработанной модели циркуляционного контура создана методикг комплексного расчета барботаж-ного аппарата с комбинированным перемевиванием.

На основе модели локального взаимодействия одиночного пузыря с потоком жидкости разработан метод расчета относительной скорости движения *аз в газожидкостнои потоке.

Разработан метод измерения локальных гидродинамических характеристик газожидкостног о потока, основанный на принципе светорассеяния.

Практическая ценность. Разработаны оригинальные кон • ст.^укции газожидкостных аппаратов с комбинированным пе-ремевиваниен, зааиценные авторскими свидетельствами. Разработан метод измерения локальных значений удельной поверхности контакта газосодержания и размера

пузырей s газожидкостнои потоке, защищенный аиторскмм свидетельством на изобретение.

Реализация работы. Проведены исследования численным методом и разработаны рекомендации по г->дарниэацйн про-ныпленного реак~ора синтеза гмдрансиланинсульоато об%е-пом 50 и*.

Изготовлено и аттестовано нестандартное средстзо из-пвргнмя (НСИ) "Свет" для измерения удельной поверхности контакта Фаз, газосодер ¿анип и размера пузырей. КСИ reno льзуотся длп измерений в гостазо униззрсалц^ого аато-натизмрооанного стзнда ЛзнНИИхинмз .а длп иссп<?аоппш1я газояи,,костных процвссоь.

Апробация работы. Результаты работы докладывались »а сэ"ииаре по процессам пороноса о химической технслогни (г. Ленинград, 1909 199! гг.), на пятой и аестой Всэ-союзных конференциям по теории и грактмно паромвпивднмп

• жидких срезах (г.Ленингоад, 1986 и 1990 гг.), на третьей Всесоюзной конференции "Динамика процессов и аппаратов химической технологии" (г.Вороне'ж, 1990 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 науч-них работ, пс тучено 2 авторских свидетельства на изобретение к 4 положительных ревения на выдачу автор,.кого свидетельства.

Обуен работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, приложений и списка литературы, содержащего 7Э источников. Работа изложена на 139 страницах иа-вннопмсного текста и содержит 30 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В диссертации прннадон раткий обоор оборудовании дпп газоындностних прои.есссв. Основные типы: аппараты с кс>-салкаим, бярботакные н арлкотные аппараты. Лрииен&н обоор методов измерения основных параметров гаагиидкост-иого потока! rasacGftspxiaini", удельной поверхности к-ита-«Тй «ас, среднего рзгнера пуаырей. В настояпое врет; отсчсс гваинан промышленность не выпутает приборы г;пп tsofiiineiiCHoro '-анирои>*я отих napr<ru.'Tpoc.

1. арпи^тные аппарата иироко ¡icnonbCviaTCH v.o-v.z. ; вовй простоты tt чадзиностк, ннекой онсргоонкостп. Наряду с бесспорными прекр/цвепдеми« оршютиые аппараты una ют рпя недостатков, и наиболее суцестисн'ный оакшэчаь ген в тон, 15То рабсчгч объагхш пзпетсп tcwskq насиненный гсьо» СССКОйЯаИЙ ПЭТОК, а НИСХОДПйНГ! COiiOpSCUT нннигшльное количество гааг: и .чассообиои лккнткровзк налой нс,«<ссной

IIOGCpMHUUTbiS.

В последнее время прелпршн:ни)ггсп оспмтки иисдашш чочетрукцни Аппарата с улоргсдиченным циркупяциоянь;к контуром и с подачей рчза d шскокг.цмк потек, ilpt; сто» сос-нинамт садами преяотсраценип h:ioept:mi потека и сопарацик гпсе t; сергнсГ, части аплг.ратп. По совместной догооорсм-¡•c-f. rt; »¡ежду ЛТИ nii. Лснсеэота и ЛсмНИИиккиапек в Яс?|ЛШ1~ килкйес прешедены иссподованив к с учггом ук&ваштх

выше требований разработано несколько конструкций аппаратов, на которые нолучены положительные решения на выдачу авторского свидетельства.

2. Гигрояинан'-ча барботажного аппарата с кон^инир?-ван.чын перемешиванием (рис.1) разработана с привлечением элементов теории осевым насосов и водометных движителей.* Полагая, что гидр*эпический напор певалки ШРт расходуется на преодоление обцего сопротивления нонтура» потери на трение 5ия(#Р,,), потери на иестных сопротивлениях и инерционные потери аа счет изменения гавосодержания в потоке #Р(, «апивен

ЯРл+РхдН+рьдН» - вии(#Рг,>+5ия(#/*)+#Р,+р*5^ (1)

Совиеаенные характеристики меаапки и циркуляционного контура приведены на рис.2.

Зависимость между коэффициентами расхода К? и напора Кщ для мешалки в трубе имеет вид

К, - <п»/4М1-Л» ) {Ь~дКя/гкгг п* ЬСщ, >С^д(в, ), (2)

где д - ускорение силы тяжести| л - частота врацения капал к и 5 Ь - втулочное соот.новение| в? - угол поворота потока равен 0.8®» (угол установки лопает . в корневой сечении) ) С** - ^нпирический к о**иционт эквидистантности напорно-расходных характеристик контур и Автором получено значение: гидравлического к. п.д. меаалки для гаао-яидкостной снеси

к,г кг<.I-'?)8, (3)

* Ломакин А.А. Цеьгробежные и осевые насосы. Л.I Мааииостроониэ, 19Б6. 364 с. Папир Г. Осевые насосы

водометных движителей. Л.I Судостроение, 1363 252 с.

е

где кг - к.п.г. для "светлой" жидкости, Ф - гаэосодерка-иио.

Коэффициент ноиента На непалки свяаан с Яа

/<п « (1.33^+0. Î)/10,

(4)

»»дй - иаг потока d воне мваапни.

Полыч»я, что уравнение (2) справедливо для гасохждко-стного потока с плотность» р, т выразим обдий расход по— аалии как сугжу расходов "светлей" жидкости Я и балластного г&аа Q»

Ои о Ql+Qs <S>

Ct определяется долей у rasa, еамзатываеиого □ циркуляционную трубу us свпарационной сони (рис.4).

Р»;с. 1. Скопа барботвкного аппарата с комбинированным ,реран«аиоани0н.

t-i ti

so

ЕР 20 16 10

F

» л

1 1

h ГсчЕОсб/с

/ 150./о

\ Ч\1 ч *

о :о go ?•> 40

Guviiri tà/o

Ряс. 2. Сопнацсжнчс карак-тернстш«: (¡скалки ;; цириу-шзцконого ионтурйс

Из соотноиониет путь-орош» при услоаиви ог«носначностг< для критической траектории пуеиоп t»Cn и iï-fîi, получовч сндч^нно критического радиус."

Г>)

ГДЭ /7=3. 14} ¿'я и и» время м скорость всплытия пуоыря. В работе показа).о, что скорость диффузии пренебрежимо папа по сравнению со скоростью циркуляции и не учитывалась при расчетах. Доля у определяется, с одной сторону, соотнопением площадей I. </?«»■-/?•,■ ) и л(/?еа-Я»а), а с другой стороны - соотноаониоп расходов. С учетом (б> мояно записать»

Обозначим пиа (/?* * -/?»• ) /С^ где Са - энпиричэски:! ноо^ъициент, учитыпакщмй ионвигурацню сепарациончой помы. Ропанис <7) относительно ¿¡V дазт уравнение? баланса рпслодоп газа и яидкостн

у = С;Я/лип </?3а-/?т®) я а*/(Ог+Вв)

<7>

<а>

43 в Он

о,

<7

Рис.3. Грзоичосмап интэрпротлцнл урпянянип (О)

Анализ отиго уравнения указывает на сучествование •\вух режимов работы аппарата! Д. <=q - дегазация жидкости, А>д - закват с поверхности и накопление газа в жимости (без полачи газа в барботер).

Ann замыкания системы уравнений (1-8) необходимо знать газосодержание в 3-х основных вонах аппарата '.рис. 1). В данном случае использовалась модель расчета reeocoft-ржания, описанная в разделе 3.

Обработкой о.кс .ериментальных данных определены эмпирические козФ*ициен .ы Се и £•» i

- трехлопастная меьалка G,n»2.5, ме»алка с постоянный

чагой винтовой линии Э|

- устройства для предотвращения захвата газа в сепа-рационной аоне а> отсутствуют Св«1.7, б) имеются 1.3.

На рис.5 приведено сопоставление экспериментальных и -оасчетных значений Д. и Ф, которое позволяв'; сдел-ть вывод об адекватности предложенной гидродинамической модели реальному процессу.

ю а

25 - 20]

^ 15

>1 «д

у *Т

£ г 1*

fvrv I

30

25

20 Í 15 %

10

Рис.А. Схема »ахватагаво

в циркуляционный контур.

Q(f 105, м3/с Рис.J. Расход жидкости и гааосодержание в исследуемом аппарате, л*25 об/с. Спловнаи линия - расчет по подели.

Следует отметить, что разработанная модель предсказывает монекг инверсии потока, исходя из статических характеристик. В действительности этот момент наступает горасдо раньпз при "захлебывании" непалки под действием центробежных сип. Лля определения критического газосо-держния в зоге непалки предложена эмпирическая зависимость

Фы, « 2.73 • ■ а Яв"»♦ « з,

(9)

где критерий Фруда Рг=*тРО*/д характеризует взаимодействие гравитационных ь цонтробежных сил.

Экспериментально подтвержден вывод о возможности накопления газа в циркуляционном контуре при захвате с поверхности (без подачи газа через барботер). На рис.6 приведено сопоставление расчетных и экспериментальных значений Ф при изменении Оа (путем изменения частоты вращения кеаалкк).

и* £

О

о'

ФКр-9,2%

>

о

ч

\

ф, % Ои.

'I

3

200

150 100

50

¿г

200 400

М, бш

Рис.6. Накопление газа в цирнуляцчежнои контуре путем захвата с поверуности.

Рис.7. 1 - корре-

ляция якслерииеитальных данных исследуамого аппарата, 2 - ра'счэт для аппарата с иеаалкон.

1

На рис.7 приведено сопоставление затрат механической мощности N на единицу удельной поверхности контакта «sao й. Показано, что прч равней расходе rasa через барботер, аатраты иоимости в барботакнон аппарате с комбинированным переповивамиеи рдвое неньпе, чем в традиционном аппарате с турбинной непалкой.

3. Гидродинамика газо»идкортн»-«х потокоо.

В соответствии с именщинисл представлениями, циркуляция о орлифтном аппарате создается естественным образом оа счет разности плотностей ооскодяаего и нисходящего потокоо. Аля определения газосодериания в зтик потоках судестеуют омпирические зависимости, учитывающие конструкционные особенности оборудования. Поскольку предлагаемая конструкция аппарата не исследовалась ранее, влияние омпиричесчого Фактора при определении гаоосодераанип было сведено и иининуиу, для чего был^ рассмотрено локальное взаимодействие пузыря с потоком жидкости.

За основу принята модель дашенип хшдкости по извилистому каналу®, образованному ссплываюцтш р ней пуоырпии. Согласно данной подели, на поверхности частиц при движении жидкости иооникаят напряжения солротипления

f f i^n¡¡/Z)pi.aúííí3a1 (10)

í

где pi. - плотность «ндкости, лл«о. V» - кооеояцнент гидрасл:; iCCKoro сопротивление пузыря дли частного случая БСО<Яе<?.0000, lia - относительная скорость ;;иииенип оав. Kost-; hl пинт not илистости маиал засисит от гааосодцраа-нин

^ tW/Ä-I > tí-- - 3tí;(1A)

* Островский Г. И. r¡Hüü;!CTI!4üCKén"¡ транспорт сыпучих ( «атормалои и хинмчвекой прок^иленноитм. - Л. г пнпня. ЗЫ04„ i04 с.

Коэффициент «орлы пузыря Иг определяется дпп одиночного пузыря из оагонстаа о установивпемся режиме силы Ярхимеда и сипы сопротивления обтангящэй его жидкости Р«

я -(л£/а3/6) /7 <12)

Гп - КгПя <Л0,„*М) Ся '«л 1/23, (13)

гдо бя - днамэ-р пузыря, д. - плотность гаэл.

Соомзстноо роаэки-э <18) н (13) даэт пыраяэнив для /<?

л

/<Р " (4/ЗМ^з/ля«.,«); (14)

где - скорость сообопного езсппытрп пузыря, ранкап у3 для одиночного лузирл. Дпп стеснгнного ослпмтмл напрп-комне сиольгсенит) с учетом К? составит '

f ~ (рсгл (15)

Лежкая модель была п^опгропа при расчете гавосодариа-лмп п язртмкзльных петоказ: постоянного сбчзнмл. Полагал, что с устгмюштзоисп ролике? сипи инерции и сипы трчьмп потока о станки нали по ерггзиочшз <2 силами гравитации, вапичвм урагшап!?л пвиг.'жип споль портнкапьной оси !!. ■

О " -А. 114) ■

О « ' (15)

гдэ - поворкность йР/Фг - грлг.нокт яавлэ-

!!г;п г>поль гштзкг?» Сопк!?стио2 рвгйкгс «'р.тгн'мтг'; (IV) п (13) пас»т шрг«с;шс, спсмг?.-.с. п;.п~нптру гавогмлност-сюго потока с напрпкеикск Г

А.(1-0)/у а

Подставив (16) в (10) с учетом вышеприведенных зависимостей дает выражение для относительной скорости движения *аа при стесненном всплытии

(17)

Полагая, что по сечению потока градиент давлении отсутствует, для вертикальных потоков можно записать

иа » +СЩ./Ф-И. (1-^)3,

(1в)

где

восход,.дни,

нисходяци:" потоки; щ. -

приведенные скорости газа и жидкости.

0.20

. 0.13 •э 0.Ю

о.га

/ V 5

4 V

/

0.00 0.10 0.20 , и/с

0.20

•8

р. е» го

? 0.13

0.10

0.03

I/ 7-

V

Л ■3,1

V 1

0.00

о.я У/ц, м/с

0.20

восходящий поток

нисходгций лоток

Рис.8. Сопоставление результатов расчетов по уравнениям: 1) - (17),(16)| 2) - йрИанда; 3) - Зубера-Финдпея.

Предложенная модель позволяет рассчитать гчвосодержа-ние, опираясь на одну экспериментальную величину - скорость всплытия пузыря и пригодна для расчета газосодержания в потоках с .финудительной циркуляцией.

Приведенное на рис.0 сопоставление результатов расчетов по предложенной модели ч ni эмпирическим уравнениям Арманда и Зубера-Финдлея показывает норовую сходимость.

4. Иэнерение иарактерис-ик газо:яидкостного потока остается существенной проблемой при проведении исследований. Отечественная проиыиленность не предлагает приборы для измерения i экальных значений газосодержания, удельной поверхности конт .кта оаз, разнера и скорости пузырей. В какой -то мера эту пробпаиу рэлают сами иссг-эдопгтели, игпольс-у'я принцип:! кондуктот. грии. Однако,, нопаунга 'сгрич^скнй иг ron as npurcfíati ллп nsnepsMtin в не зп я ктро п pß с одикч срспяк (оргаинкл), а средах с порайонной олантрапрпспяностьгз, дазт оигчиталинуи погрешность пр?' гаг.осадрг?::сгнмп:и

От ОТИИ НОДОСТДТЯОО С^зСиЯС» ТурЙ!тг,НКСТрИЧЗС[ии*} «стоя, гоапчзекмэ яслогм котирэгэ í'i:m; р-у pr.&orann погорай м который испапьчвпехлгп пр» tí-cn;Y¡o.?".¡::íR;í с полной рзйато.

■ П ocüono нотола л»п;5т пзпу;;;'.ч:?с с» то:?, «гго paecsnmst-tft яисгпаряшпж члетмцлии ~::гт ticvro с'пггггь г^жтксхо погло-qoüHuií п tscnc«?a30Si5T»j злкои Л" t: 1.": p?; Hfíy гг? р "-!•? в с ря лпп иопл1.!:пняк срелл 8

lx\(jnflr) « rcUi U9>

1'ДС J; , Тг - ".CTlSIICÍJCÜU^Y'í Г, ГГ^ППЫГЛЯ ПОСЛЙ

прзгт-д'чшг. ermn .•;•/......rr;;;""" j m -

аутмосл» ср::Л'-!»

í'4»rr:Bnfcr.fc£«n. Par-t T« - iL'.-.-.'.trnrrír;. :",',sj ivIt.'í"! c?f intorfacicl ¿¡reas ín ^чо-рЬг.:;.? ti- r.¡. !■-'<. v.yr.l r.rr //

Тгао. l'níi%,Cho.;. Eng» з. У.

Поскольку раанеры пузырей нес-оиемерико Сольве длины световой волны, механизм рассеяш.л света поверхность» пувыря был рассмотргн на основе принципов геометрической оптики (рис.9).

Получено в общей виде выражение для удельной поверхности контакта *аэ

и*С1-(ла/лв>*Э

где 0 - основание натурального логариома? те, г» - нут-ности сппоаной и дисперсной еав; лв1 л, - коэффициенты преломления спловной и дисперсной Фаз. Ллп системы вода--вовдух ото уравнение примет вид»

Р « 5.821п(/0//в)/и. <21 >

Рис.9. Рассеяние соета поверхностью пуомрн.

Рис.10. Вид сигналов при прохождении пуоырей через измерительную ячейку.

Полученный ранее (Са1йегЬапк) эмпирический коэффициент 9.2 <вместо 5.82) следует считать ошибочным, т.к. ошибочным был выбор модельной среда» В связи с отим, следует отметить, что выражение (20) пригодно только для сред, в которых дисперсная *аза имеет оптическую плотность меньшую, чем дисперсионная среда , т.е.пв<лс. .

Разработанный метод позволяет одновременно, наряду с й, измерять и другие покальные п .ранетры газожидкостного потока путем обработки структурированного сигнала с датчика. Ко;:пыотер <ая техника позволяет делать обработку сип эпов (рис.10) во время измерения.

Газосодержание определяется сслтноаением

Ф = бия (*|»/*в)-(2/3/7) ДЦ, (22)

где выражение (2/Зл)Д£а учитывает увеличение длительности ..игнала за счет характерного размера датчика я л/7в/2, где /?е - радиус световода, образующего йзмери-тельнуга ячейку. Совместное решение уравнений (20) и (22) позволяет определить й н Ф,

Средний саутеропский размер пузыря определяется по известной Формуле

/?„ 3Ф/й (23)

Средняя скорость движения пузырей определяется й* зависимости

Чае = Са/»иа(* И (¿-а +л/?а/2), (24)

где в - число импульсов за время измерения.

Использование этого н г то да позволило провести^ .Золее глубокие исследования гидродинамики барботажного аппарата с комбинированным перемешиванием. Метод занижен"«в-торскии свидетельством и мнгется пвпеямтэльноэ на поданную оаявку.

ía

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана гидродинамическая модель барботажного аппарата с комбинированном перемешиванием; позволяющая совместно определить характеристики мевалки и циркуляционного контура и в рабо' вй точке определить основные гидродинамические параме.ры процесса. На основании разработанной модели получено уравнение баланса расходов газа и жидкости, указывающее на два возможных режима работы аппарата, когда га-осодерианио определяется: а) подачей газа через барботер; б) захватом газа с поверхности жидкости.

2. Получена зависимость для определения относительной скорости движения Фаз в стесненных условиях. В основу полнено явление локального взаимодействия пузыря с потоком жидкости, рассмотренное на осноье континуальной подели и модели движения жидкости по извилистому каналу. Полученная завигииость позволяет рассчитать газосодераа-ние оосходнцего и нисходящего потоков с использованием одной (экспериментально опраделиепой величины - скорости всплытия одиночного луоырп» Понааана хоровая сходимость реаультатоо, полученных по разработанной модели и по шфоко мспольаугмыи анпиричвснгш аависиностяп Зубера-Фмндлеш и Ярианда.

3. 2 гсперинентальныии исследованиями подтверждена адекватнаегь продпох.^нных моделей дл<л расчета гидродинамических характеристик барботаштго аппарата с комбинированный парэнекиоаниаи. Исследс зания численным методой на основе разработанной но.чели позволяют ьыбрать оп-Tnn£snb.¡yia конструкции аппарата о зависимости от технологи г кии требований.

4. Покеиано, что затраты че.,анической модности ¡ia единицу удельной поЕшриност« контакта «аз и аппарате с комбинированным переиештаНилн на 30-50 % нияе, чей в annapi го с непалкой традиционной конструкции,- что позволяет рекомендовать барботашше аппараты с нонбинирс-оанкип перекеииианиен ялп проииплеиного испопьзооак.ш.

5. Показано на основании расчетов по предложенной модели, что модернизация промышленного реактора синтеза гидр_ксиламинсуль*ата объемом 50 м1 путем реконструкции его р аппарат с комбинированным переиеаиванием дазт вн«»-чительное снижение потребляемой механической мощности одновременно с повывением среднего газосодержания.

6. Разработан метод измерения локальных гидродинамических характеристик газожидко'тного потока: удельной поверхности контакта ф*з, "азосодержания, размера и скорости пузырей, - на основе принципов светорассеяния (турбидиметрии4.

7. Разработано, изготовлено ) аттестовано средство для реализации турбидиметрнческ¿го метода измерения локальных гидродинамических характеристик газожидкостного .ютока.

8. На основе проведенн: к сопоставительных измерений 10,,тве; ждена достоверность и корректность разработанного метода, а также его уникальность, особенно дли потоков с мзпь.И газосодержанием.

Основные положения диссертационной работы изложены в след'/юцих публикациях«

1. Варибаа 8.М.у Брагинский Л.Н. | Горбачева Г.В« О расчете газс-сде^жания в аппаратах с меаалкани // ТОХТ, 1987, Т.XXI, N 5. С.654-6БО.

2. Горбачев» Г.В., Ч»рнывов Л.А. Метод исследования гидродинамических характеристик гааожндкостной системы.' В кн.I Динамика процессов и аппаратов химической технологии '/ Тезисы докладе., третьей ВсзсойзноЯ конференции, Воронеж, 1990. С. 11'/-115.

3. Иульц 9.Э., Кобв«ранно И.К., Гридни Й.Д., Горбачева Г.5. Переход к захлебыванию в газожидкостных *пллрв-тах с невалкой. В кн! Теория и практика перемевивания в жидким средах // Тезисы докладов аестои Всесоюзной конференции, Ленинград, 1990. С.26-26.

го

4. Горбачева Г.В., Чвриывое В.Л. Измерение удельной поверхности нонтакта «аа в система., газ-кидкость. В khi Теория и прантмкр п^реневнвания в иидких средах // Твои сы докладов вестой Всесоюзной конференции, Ленинград, 1990. С.48-49.

5. Узаков В. Г., ЬооуглыГ. И.П., Горбачеоа Г.В. йяина-тивация исследований гидродинаьическмх параметров газо-иидкостного аппарата с комбинированны»« переневиваниен. В ннI Теория и практика леренк.дивания в жидких средах // Тезисы докладов шестой Всесоюзной конференции, Ленин; -рад, 19Э0. С.112.

6. Горбачеве Г.В., Горбачев Б.В., йняньов Б.П., Шиз-НИН ft. В. Способ Фотометрического определения удельной noBLриности контакта «аз газожидиостной эмульсии. / й.с. N 1612245. Кг. В 01 N 21/47, 15/02. Бюл. N 45. 1990.

7. Шиании П.В., Горбачев В.В., Горбачев Г.Б. Мешалка. / й.с. N 1631941. Кл. D 01 F 7/18, В £0 С 5/16. Бюл. N 20. 1991.

8. Стеоас Г'.1(.| Островский Г.М., Горбачева P.O. Гаоосодеряаиио вертикального гавошидкостного потока» оонаионологичоская подэль. // ЙПХ, 1991, Т.64, Ы 9. С.1092-1895.

J4.Сб.92г. Зак. 199-60 РТЛ ЛТМ 1 ооновский пр,, 26

\