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通过对气一液接触时间的作用来影响总传质系数

发布时间:2020-02-18 10:42 浏览量:177
通过对气一液接触时间的作用来影响总传质系数
因为气泡在液相中上升的速度是气泡直径的函数,这就决定了气泡直径与气 —液接触时间有着直接的关系。
气泡在水中运动的主要受到自身重力、浮力、和阻力的作用,假设气泡为球 形颗粒,直径为db的气泡在水中所受的浮力与阻力分别为0叫
F【=£db3(P !・Pb)g (5-1)
6
F2=CdPi些或 (5-2)
2 4
式中,F】、F2分别为气泡所受的浮力 和阻力(N);
P I 液相主体的密度,水:
1000kg/m3 (T=20S
P b——空气泡的密度,空气:
1-28kg/m3 (T=20*C, P=latm); g——重力加速度;
CD——阻力系数,与雷诺数Re有关(液体流动形态为紊流的区域Cd接近 于常数0-4);
寸一球形颗粒在垂直方向的投影面积(m吃
Vb 泡的上升速度,m/sc
由于气泡自身重力较小,相对于所受阻力和浮力可以忽略,
力项之和产生气泡向上运动的加速度dv/dt,即:

 

气泡上升的过程中,随速度的增加阻力不断增加,认为在短暂时间后达到与 浮力的平衡(此时的上升速度即为平均上升速度)。加速度d%/dt变为零,气泡 匀速上升,速度为一常数。令(5-3)式左边为零.整理后即得到一般意义上的 平均上升速度:

u_「4 g Pi -Pb ->1/2
vb—Lt ; dbj
pi
由于鼓风曝气池中曝气段流态为完全混合紊流状态,将Cd = 0.4代入式 (5-4)即可得到气泡的上升速度:
Vb =仁艮 負二色•闻”=5.175 [生Bdb]S
Cp pl pi
由此可见,气泡在水中的上升速度会随着气泡直径的增加而增大。
下面图5・2中,给出了一个较新的实验资料[331[561/可以从中査出空气泡的等 体积球直径小于10mm时,在自来水中的上升速度。
100
10;
£_


J
L0
 

db (mm)
5-2气泡在自来水中的上升速度曲线
另外,在其他国外的资料中,关于气泡在自来水中上升速度的实验数据有以 下介绍:当气泡直径在1.5〜2mm时,气泡在自来水中的上升速度大概为財〜 21cm/s;而直径在2〜3mm时,气泡的上升速度是21〜23cm/s;对3〜4mm直 径范围的气泡,上升速度基本无变化,保持在24cm/sl481[521[551l57k .将这些结论写 图5-2比较后就会发现结论完全一致,说明这个变化规律是正确的。
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