Скорость всплытия газового пузыря

Скорость всплытия одиночного пузыря описывается графической зависимостью вида v = f(d_п) (рис.14).

В области 1 d_п <1,5мм - мелкие пузыри движутся в условиях ламинарного течения и подобны твердой сфере. Скорость~Æ.

В области 2: 1,5мм< d_п <6 мм - переходный режим движения, колебания формы пузыря ведут к увеличению поперечного сечения пузыря и сопротивления среды; скорость не растет.

В области 3: d_п >6 мм турбулентный характер движения пузырей. Скорость не растет; колебания формы приводят к разрушению пузыря.

Судя по графику, оптимальной с точки зрения производительности аппарата является скорость всплытия»0,25м/с.

В реальном аппарате мы имеем дело с потоком пузырей в турбулизованной ими же среде. Непрерывный поток пузырей сообщает жидкости движение в направлении всплытия и уменьшает лобовое сопротивление среды пузырям. Поэтому скорость всплытия потока пузырей выше скорости всплытия одиночного пузыря в неподвижной среде.

Для описания скорости всплытия потока пузырей предложено уравнение:

где d_п - средний размер пузыря. В случае полидисперсной системы при массовом барботаже, этот характерный размер пузыря определить затруднительно, и для расчета можно использовать формулу

.

Газосодержание жидкости

Барботируемый газ, распределенный в жидкости в виде пузырей, занимает некоторый объем аппарата и эта величина называется газосодержанием жидкости или удерживающей способностью (У.С.). Выражается в % или долях.

Газосодержание численно равно относительному увеличению объема жидкости при барботаже; в реальных емкостных ферментерах - 10-20%.

Величина газосодержания в жидкости определяется соотношением

y=w_г /v_п,

где w_г - приведенная скорость газа, w_г=Q_г /F, F - площадь поперечного сечения аппарата (0,785 D²). Подставляя, получим:

.

Знание y позволяет рассчитать плотность и объем газожидкостной смеси: r_см= r_ж(1- y)+ r_гy, V_см= V_ж /(1- y), а также межфазную поверхность. 18

Дата добавления: 2014-01-14